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【轉(zhuǎn)】病毒...

 小天使_ag 2023-06-15 發(fā)布于湖南

病毒似乎十分邪惡,,它搶占宿主所有的生存資源,,直到殺死宿主,然后就毫不留戀地離開,,尋找下一個(gè)“旅館”,。但其實(shí),病毒為了生存,,不只是傷害了宿主,,也常常幫助宿主,促進(jìn)了宿主進(jìn)化,。

病毒促進(jìn)基因演化

在生命剛起源的時(shí)候,,病毒并不像現(xiàn)在這樣“邪惡”,它們也是一群獨(dú)立勤勞的生命,,擁有自己的基因,,自己制造食物,自由自在生活,。直到原始病毒遇上了真核生物的祖先——洛基古菌,,它才改變了自己的生活方式。

一個(gè)不那么浪漫的猜想是原始病毒和洛基古菌間曾發(fā)生激烈的競(jìng)爭(zhēng),,洛基古菌一口吞下了個(gè)頭“嬌小”的原始病毒,。但戰(zhàn)爭(zhēng)并未結(jié)束,病毒在洛基古菌的身體內(nèi)搭建了一間“房子”,,將自己的基因組與古菌的基因組分隔開來,,繼續(xù)獨(dú)立生活。慢慢地,,病毒發(fā)現(xiàn)靠洛基古菌“飼養(yǎng)”的生活似乎更美好,于是它丟掉了那些在寄生生活中非必需的基因,,逐漸變成了一個(gè)寄生者,。但是洛基古菌也很聰明,,它又搭建了一個(gè)更大的“房子”將病毒包裹起來,企圖將沒有獨(dú)立生活能力的病毒餓死,。最后,病毒確實(shí)餓死了,,但也永遠(yuǎn)變成了洛基古菌的一部分——細(xì)胞核中的部分基因。

這些基因在漫長的演化過程中不斷有新的補(bǔ)充,,越來越多的病毒將自己的基因整合到了人類祖先的基因組中。到了今天,,人類的基因組中約有8%至10%的病毒基因。

病毒促進(jìn)胎生

融入的病毒并沒有從此消失,,它活躍在一些重要的歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

究竟是卵生好還是胎生好,?到了現(xiàn)在,我們還是很難給出一個(gè)確定的答案,,卵生速度快,產(chǎn)卵數(shù)量多,,但是卵的孵化率和幼仔的成活率非常低;與之相比,,胎生幼仔的成活率更高,,但懷胎時(shí)間更長,,媽媽還可能遭遇意外導(dǎo)致一尸數(shù)命。該怎么生孩子,,實(shí)在讓人難以抉擇,好在病毒幫我們選出了答案,。

胎盤是胎生動(dòng)物孕育胎兒必不可少的器官,,它的一端連接著母親的子宮壁,,另一端連接著胎兒的血液系統(tǒng),,既能將母親體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣等傳遞給胎兒,,又能將兩者的血液系統(tǒng)分開,避免了母親體內(nèi)的免疫細(xì)胞進(jìn)入胎兒體內(nèi),,保證了胎兒正常地生長和發(fā)育,。這個(gè)描述是否讓你聯(lián)想到病毒的特征,病毒在宿主體內(nèi)不也正是這樣生存的嗎,?科學(xué)家發(fā)現(xiàn),胎盤還真是病毒帶來的,。

美國科羅拉多大學(xué)的基因?qū)W家愛德華·楚龍?jiān)诜治鋈祟愄ケP細(xì)胞的基因時(shí),,發(fā)現(xiàn)了一些來自病毒的基因,沒有它們,,胎盤就不能形成,。其中一種基因叫做合胞蛋白基因,它能通過表達(dá)合胞素,,促進(jìn)胎盤中滋養(yǎng)層的形成,。滋養(yǎng)層是胎盤最外層的細(xì)胞,,它與子宮壁相連,,分離母體和胎兒的血液系統(tǒng),同時(shí)保證兩者之間的物質(zhì)交換,。在胎盤中,,還有一些病毒基因負(fù)責(zé)控制激素釋放的時(shí)間和數(shù)量,,進(jìn)而控制胎兒的生長狀態(tài)和出生時(shí)間,。當(dāng)這些激素的水平異常時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致早產(chǎn),、新生兒體重過輕等現(xiàn)象,。

據(jù)相關(guān)研究,胎盤出現(xiàn)的時(shí)間可以追溯到2億~1.5億年前,,這使得陸生動(dòng)物的生育方式開始由卵生轉(zhuǎn)變?yōu)樘ド?。這種轉(zhuǎn)變正是病毒基因帶來的,,病毒徹底改變了哺乳動(dòng)物生育后代的方式,,為發(fā)育的胚胎提供了保護(hù)、營養(yǎng)以及穩(wěn)定的恒溫發(fā)育條件,,最大程度降低外界環(huán)境條件對(duì)胚胎發(fā)育的不利影響,,提高了后代的存活幾率,。而從結(jié)果來看,,胎生確實(shí)優(yōu)于卵生,,為胎生哺乳動(dòng)物——人類統(tǒng)治世界奠定了基礎(chǔ),。

人類記憶依賴病毒?

我們都承認(rèn),,人類之所以能成為新一代地球霸主,,靠的是智力而不是體力,而人類的高智商的來源,,也許正是病毒。

美國猶他大學(xué)和美國馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的兩個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn),,一種叫做Arc的與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的基因與逆轉(zhuǎn)錄病毒(如艾滋病病毒)的相同,而且,,它能像病毒基因一樣,在不同神經(jīng)元間“跳躍”。

猶他大學(xué)的研究人員將Arc基因引入細(xì)菌細(xì)胞中,,讓其進(jìn)行表達(dá),。令他們驚訝的是,,當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞產(chǎn)生Arc蛋白時(shí),,它會(huì)聚集成一種類似病毒衣殼的形式,,這種殼含有病毒的遺傳信息。馬薩諸塞大學(xué)的科學(xué)家則將該基因引入果蠅體內(nèi),,在果蠅體內(nèi),Arc基因產(chǎn)生的mRNA能在細(xì)胞間自由穿梭,,將不同細(xì)胞聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間通訊,,而這正是記憶產(chǎn)生的基礎(chǔ),。

科學(xué)家推測(cè),,這種基因來自4億年前的古老病毒。這種古老病毒在4億年前入侵了陸地生物并將其基因留在了它的基因組中,,其中包括Arc基因。后來,,Arc基因繼續(xù)變異和演化,最終為人類的大腦和記憶的發(fā)展,、為我們現(xiàn)在的文明和智慧的出現(xiàn)鋪平了道路。

病毒基因“復(fù)活”

現(xiàn)在,,我們可以說人類的發(fā)展離不開病毒基因的幫助,可是,,病毒為什么要幫助人類呢,?這種幫助是無償?shù)膯??并非如此,,也許病毒的幫助只是為了自己的“復(fù)活”。

漸凍癥是一種慢性神經(jīng)元性疾病,會(huì)導(dǎo)致人的身體肌肉逐漸無力并萎縮,,從而影響運(yùn)動(dòng)、吞咽和呼吸功能,,最終致死。很長一段時(shí)間,,科學(xué)家都沒能找到漸凍癥的有效治療藥物,直到2005年,,一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)改變了這一現(xiàn)象,。當(dāng)時(shí),一位可憐的病人同時(shí)罹患艾滋病和漸凍癥,,醫(yī)生給他開具了治療艾滋病的藥物,。在服用艾滋病藥物一年后,奇跡發(fā)生了,,這位原本難以上樓、幾乎無法用餐,、無法自行從地上站起來的患者竟然能夠正常走路了。

治療艾滋病的藥物能夠治愈漸凍癥,,這是什么原因,?容易想到,漸凍癥的病因也與逆轉(zhuǎn)錄病毒有關(guān),,因此,艾滋病藥物才能生效,。通過翻閱資料,美國馬里蘭州衛(wèi)生研究院的神經(jīng)學(xué)家納特提出了猜想,,導(dǎo)致漸凍癥的逆轉(zhuǎn)錄病毒并不是外來的,,而是存在于人類的基因組中,。后來,,這種致病病毒果然被找到了,,那就是HERV基因。

HERV基因早在5500萬年前就已從逆轉(zhuǎn)錄病毒體內(nèi)轉(zhuǎn)移到了古代靈長類動(dòng)物的基因組中,,它在漸凍癥病人的體內(nèi)非?;钴S,。納特團(tuán)隊(duì)將HERV基因轉(zhuǎn)入小鼠體內(nèi),,該組小鼠果然出現(xiàn)了類似漸凍癥的癥狀,包括痙攣,、虛弱和肌肉萎縮等。其他科學(xué)家還找到了HERV基因的其他亞型,,比如HERV-W、HERV-L和HERV-Fc等,,它們分別在不同的歷史時(shí)期進(jìn)入哺乳動(dòng)物的基因組,并且均與包括漸凍癥在內(nèi)的多種退行性神經(jīng)疾病有關(guān),。

當(dāng)然,病毒之所以讓人類演化出胎盤,、發(fā)展出智力,并不是為了讓人類生存得更好,,而是它們自身潛伏在人類體內(nèi),要讓人類保住霸主的地位,,病毒才能長長久久地與人類共存下去,。不得不說,,這實(shí)在是一種聰明的策略,也算是“偷懶”創(chuàng)造歷史的另一佐證吧,。

病毒在悄悄地改變我們

病毒是人類的老對(duì)手了,。隨著這次新型冠狀病毒在全球的肆虐,,病毒再一次刺激著我們的神經(jīng),。

不過,,當(dāng)我說“病毒刺激著我們的神經(jīng)”的時(shí)候,,事實(shí)上它們?cè)缫呀?jīng)鉆進(jìn)我們的神經(jīng)里了,。喏,,它們就藏在我們的每一個(gè)細(xì)胞——包括神經(jīng)細(xì)胞——的DNA上,。這種病毒叫“內(nèi)源性病毒”,。內(nèi)源性病毒,,嚴(yán)格說來只是病毒的一段DNA。與之相對(duì)的是外源性病毒,,也就是我們通常所說的病毒,。外源性病毒一般由兩部分組成,一是病毒的遺傳物質(zhì)(DNA或RNA),,二是包裹著它的蛋白質(zhì)外殼,。

內(nèi)源性病毒是外源性病毒感染我們的遠(yuǎn)古祖先(可能從地球上剛進(jìn)化出哺乳動(dòng)物的時(shí)候就開始了)之后留下的。病毒把自己的DNA嵌入宿主動(dòng)物的DNA上,,如果宿主動(dòng)物有幸生存下來并繁衍,,它們就搭宿主動(dòng)物的便車繁衍,代代相傳,,宿主動(dòng)物想擺脫都擺脫不掉。也不單是我們?nèi)祟愡@么倒霉,,幾乎所有動(dòng)物都如此,。

不過,,動(dòng)物的DNA被病毒基因嵌入這種事情,,總的來說甚為罕見,可能幾十萬年才發(fā)生一次,。為什么罕見呢,?一方面是因?yàn)椋瑒?dòng)物身上有著一套特別堅(jiān)固的“防御工事”,,包括細(xì)胞膜和核膜,;另一方面也是因?yàn)椋词乖诜浅:币姷那闆r下,,動(dòng)物的細(xì)胞膜和核膜偶爾被病毒嵌入,,也會(huì)玉石俱焚,,同歸于盡,,嵌入的病毒不能留存至今,。

但這樣稀罕的事情偏偏眼下就發(fā)生了——只不過,,不是發(fā)生在人身上,而是發(fā)生在小鼠身上,。

日本有一個(gè)小組長期研究腦心肌炎病毒(EMCV),。這種病毒經(jīng)常在老鼠等嚙齒動(dòng)物中流行,但也可以感染人類和其他哺乳動(dòng)物,。最近,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室觀察到,,EMCV在感染了雄性小鼠后,將其病毒基因嵌入到小鼠睪丸細(xì)胞的基因組中,。待受感染的小鼠交配之后,,研究人員發(fā)現(xiàn),其后代的耳朵有輕微的改變——這顯然是由嵌入的病毒基因造成的,。這說明,嵌入的EMCV病毒基因已經(jīng)遺傳給了下一代小鼠,并對(duì)其性狀特征產(chǎn)生了影響,。

病毒基因嵌入動(dòng)物基因組中并傳遞給后代,,沒想到這么容易發(fā)生,,這真是出乎人意料,但令人驚訝的還不止于此,。

按病毒學(xué)家的理解,,EMCV病毒不應(yīng)該這么容易嵌入動(dòng)物基因組中。因?yàn)閯?dòng)物基因組是由DNA組成的,,要嵌入其中,也得是含DNA的病毒才行,,而EMCV病毒是RNA病毒,其攜帶的遺傳物質(zhì)是RNA,。

當(dāng)然,,有一類RNA病毒叫逆轉(zhuǎn)錄病毒,也可以將其遺傳物質(zhì)嵌入動(dòng)物基因組,。其機(jī)制是,,它們先將其RNA轉(zhuǎn)錄成DNA,再將DNA嵌入到動(dòng)物基因組中,。艾滋病毒就屬于這類逆轉(zhuǎn)錄病毒,。但EMCV病毒又并非逆轉(zhuǎn)錄病毒,。所以,把自己的基因嵌入動(dòng)物基因組,,按理說怎么也輪不到EMCV病毒,,但這種匪夷所思的事情偏偏發(fā)生了,。

雖然個(gè)中原委,,還有待進(jìn)一步研究,但這一發(fā)現(xiàn)至少告訴我們兩點(diǎn):第一點(diǎn),,病毒將其基因嵌入動(dòng)物基因組比我們想象的要容易得多,,說不定我們的基因組中還有更多的基因來自病毒。第二點(diǎn),,未來的一次次病毒大流行可能會(huì)永久改變?cè)S多動(dòng)物的形態(tài)或功能,。我們身邊的一些動(dòng)物,甚至我們自己,,說不定過上幾千萬年跟今天的樣子就很不一樣了。

病毒的終極目標(biāo)是為了殺死宿主,,還是和宿主共存,?病毒傳播很復(fù)雜

病毒比細(xì)菌還小100倍,,這意味著它們的結(jié)構(gòu)更加簡單,。

事實(shí)上病毒簡單到只有一些蛋白質(zhì)包裹一段遺傳信息,而且基因組非常有限,,最小的病毒甚至只有幾個(gè)基因,,最大的病毒一般也不超過200個(gè)基因。

有限的基因數(shù)量讓所有病毒都無法自行生存和繁殖——一般情況下?lián)碛羞@兩個(gè)能力(生存和繁殖)才能稱為生物,所以病毒到底算不算生物存在許多爭(zhēng)議,。

病毒的生存完全依賴細(xì)胞,,無論是原核細(xì)胞,還是真核細(xì)胞都可以成為病毒的宿主,,它們只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成增殖,。

圖:電子顯微鏡下的病毒

換句話說,病毒殺死宿主的代價(jià)會(huì)很高,,因?yàn)槟菢铀鼈冏约壕蜔o法完成增殖了,,而且失去宿主后它們還無法獨(dú)立生存,所以很多人認(rèn)為病毒的終極目標(biāo)應(yīng)該是和宿主共存,,而不是殺死宿主,。

其實(shí),病毒和宿主的關(guān)系比想象得要復(fù)雜許多,,兩者根本不能用共存和殺死彼此來概括,。

簡單地說,一種致命的病毒不一定會(huì)隨著時(shí)間的推移而毒性變得越來越弱,,以謀求和宿主共存的目的,。

病毒表面凸起可黏住宿主細(xì)胞,圖源:GrahamCo

實(shí)際上,,在傳播過程中,,病毒的變化會(huì)有很多種可能,它可以變得更加致命,,也可以變得不太致命......

那么,,病毒到底想怎么樣呢?它們的傳播是否有規(guī)律呢,?

病毒確實(shí)會(huì)變得更加致命

這幾年“人界”的疫情已經(jīng)讓我們體會(huì)到病毒的可怕,,同時(shí)也幾乎吸引了我們所有的關(guān)注度,所以很多人可能還不知道,,今年“禽界”也有一場(chǎng)史無前例大疫情,。

圖源:Heidi Levi

從去年10月份開始,禽流感在全世界數(shù)十個(gè)國家爆發(fā),,大大小小家禽疫情事件被報(bào)道了至少有3000多起,。

截止6月份就有超過7700萬只家禽因感染禽流感被撲殺,另外至少還有40萬只野生鳥類死于這波禽流感,。

由于鳥類有遷徙行為,,它們喜歡這里飛飛那里飛飛,所以“禽界”的疫情和我們一樣相當(dāng)難以控制,。

然而,,這場(chǎng)“禽界”疫情的罪魁禍?zhǔn)资乔萘鞲胁《綡5N1毒株,這個(gè)病毒代號(hào)估計(jì)很多人都不會(huì)陌生,,它最早是在1996年發(fā)現(xiàn)的,,已經(jīng)在世界范圍的“禽界”傳播20多年了,幾乎每隔一段時(shí)間就會(huì)有關(guān)于它的報(bào)道,。

甲流病毒H5N1亞型,,圖源:Cynthia

但是,今年這次的變異毒株被認(rèn)為是史上最強(qiáng)的一次——這次禽流感被多家主流媒體評(píng)為史上最嚴(yán)重的禽類流感大流行,。

很明顯,,這種至少流行了26年的病毒絲毫沒有想過要和它們的宿主共存,相反它大有置宿主以死地的意思,。

其實(shí),,在自然界病毒對(duì)宿主越來越不友好的案例很多,那些能夠和宿主和諧共存的才是罕見的,。

然而,,就像我們前面所說的,病毒是無法自己完成增殖的,,甚至無法在宿主細(xì)胞外生存,,病毒的致命性和它們存在的可能性都有矛盾,為什么病毒還會(huì)變得更致命來殺死宿主呢,?

病毒的目的也是復(fù)制自己

雖然病毒簡單到只有幾個(gè)基因,,但是不難發(fā)現(xiàn),病毒和其它所有生命一樣存在的目的就是復(fù)制自己的基因——這是地球“基因載體”們(所有生命和病毒)最本質(zhì)的需求,。

在復(fù)制基因方面,,任何基因載體都是一樣的,更多,、更快地復(fù)制自己可以讓自己更具競(jìng)爭(zhēng)力,,也就更不容易消失,因?yàn)檫@樣會(huì)突變出更多可以應(yīng)對(duì)不同環(huán)境的后代,。

如果病毒的目的只是為了更多,、更快地復(fù)制自己的基因的話,那么其實(shí)它們是否選擇殺死宿主和它們是否選擇同宿主共存并不會(huì)有太多矛盾,。

就拿禽流感病毒H5N1毒株來說,,在這個(gè)特定的時(shí)刻,它更快地殺死宿主并不會(huì)影響它們的復(fù)制效率,。

舉一個(gè)例子:如果現(xiàn)在禽流感病毒非常致命,,但是它是在一個(gè)充滿宿主的區(qū)域傳播,那么它選擇更快殺死宿主完全不影響它復(fù)制自己,,因?yàn)樗芸炀湍苷业叫碌乃拗鳌?/p>

另外,,大部分病毒也不是只有一種宿主,,他們可以感染許多類似的生物,在這種情況下,,它們也可以完全不用管一部分宿主的生命,。

我們?nèi)祟惉F(xiàn)在許多的病毒性疾病都是如此,最典型的就是狂犬病病毒,,對(duì)于人類而言狂犬病病毒百分百致命,。

但是數(shù)千年來,狂犬病病毒從來沒有考慮過人類宿主的生命,,他們也沒有理由考慮和人類宿主共存,,因?yàn)樵谝巴馑鼈冞€有許多動(dòng)物宿主。

總之,,病毒在傳播過程中會(huì)不停地變異,,所有這些變異毒株中,只有最適合當(dāng)下的那種才能快速占據(jù)主導(dǎo)地位,,而這種占據(jù)主導(dǎo)地位的毒株不一定是和宿主共存的那種,,它只會(huì)是當(dāng)時(shí)(特定條件下)能夠最快、最多復(fù)制自己的那種,。

最后

病毒的傳播其實(shí)也比想象的也要有趣許多,,雖然所有病毒都不可能有大腦,但是它們會(huì)衡量如何傳播才對(duì)自己最有利,。

在傳播過程中,,它們永遠(yuǎn)都不會(huì)把雞蛋放在一個(gè)籃子里,它們會(huì)不停地跳躍到其它物種身上,,以嘗試新的宿主,;

還有一種最有趣的情況,病毒在感染和傳播過程中,,它們可能會(huì)直接把自己的遺傳信息和宿主的遺傳信息融合,,而宿主在得到病毒的基因后會(huì)擁有新的能力。

不知道你有沒有懷疑過,,生物真的只是靠基因突變就能演化出不同的物種嗎,?

至少達(dá)爾文是這么認(rèn)為的。但答案明顯是不可能,。

因?yàn)榛蛲蛔兊男侍土?,從一個(gè)物種到另外一個(gè)物種僅通過基因突變的話,幾乎不可能,,它只會(huì)先滅絕(因?yàn)榄h(huán)境變化的速度可能比這個(gè)更快),。

其實(shí),不同物種間基因組的融合在生物演化過程中扮演著更重要的角色,,人類的基因組至少有8%來自古老的病毒,,另外還有40%可能來自病毒,,可以說病毒就生活在我們體內(nèi)。

病毒的基因和宿主基因融合可能是病毒和宿主最完美的共存,,但現(xiàn)在沒人知道這是不是所有病毒的最終歸宿,。

為什么人類的藥物能殺細(xì)菌,卻不能滅病毒,?病毒有自然天敵嗎,?

在地球上,,任何一個(gè)存在生命的角落都會(huì)有病毒,,病毒依賴其它生命生存和繁殖,它們介于生命和非生命之間,,簡單到只剩下一段遺傳物質(zhì),,外面包裹一個(gè)保護(hù)的蛋白質(zhì)外殼。

但是,,病毒對(duì)地球生命的影響卻遠(yuǎn)超想象,,在人類的DNA中,至少有8%來自于古老病毒的殘余物,,這些病毒可能在某一時(shí)刻感染了人類祖先,,但最后它們的部分遺傳物質(zhì)融入到人類DNA中。

除了在基因?qū)用妗案脑臁鄙镏?,它們還會(huì)在短期內(nèi)影響生物的行為,。

圖注:人類遷徙路線

人類起源于非洲,大約到1.5萬年前,,人類通過遷徙分布到除南極洲外的所有陸地,,但是驅(qū)動(dòng)人類遷徙的因素是什么呢?

我們能想到的可能就是隨著人口的增長,,為了生存資源而被迫遷徙,,其實(shí)還有另一種可能——那就是為了逃避傳染病,或者說某些時(shí)候可能是為了躲避病毒,。

其實(shí),,人類恐懼和躲避傳染病的行為是刻在骨子里的,有些時(shí)候我們甚至?xí)ε履切┛雌饋砟軌驇砑膊〉臒o害事物,。

現(xiàn)在,,我們建立了城市,把不好的東西都隔離在城市外圍,,但是我們并沒有擺脫病毒,,這次新冠肺炎就是最好的例子。

如果說生物都有自己的自然天敵的話,,那么那些站在食物鏈最頂端的生物的天敵很可能就是病毒,,當(dāng)然也包括人類,。

1918年,在第一次世界大戰(zhàn)期間爆發(fā)的西班牙流感,,短時(shí)間內(nèi)席卷全球,,這是第一次世界性的大流行疾病,也是人類傳染病史上最嚴(yán)重的一次,。

圖注:西班牙大流感資料圖

有統(tǒng)計(jì)顯示,,這次流行病造成的死亡人數(shù)可能超過 1 億,而當(dāng)時(shí)的全球人口也不過17億,。

然而,,第一次世界大戰(zhàn)直接和間接造成的死亡人數(shù)差不多是1600萬,遠(yuǎn)沒有病毒造成的傷害大,,就從殺傷力上來看,,說病毒是人類的天敵并不為過。

我們知道,,傳染病除了病毒引起的外,,它還可以是細(xì)菌引起,也可以是真菌,,可為什么就只有病毒這么難以控制呢,?

為什么很難找到滅病毒的藥?

你會(huì)發(fā)現(xiàn),,我們市面上有許多針對(duì)細(xì)菌感染的藥物,,但是卻很難找到針對(duì)病毒感染的特效藥,其實(shí)原因就在于病毒確實(shí)比細(xì)菌這些微生物難以對(duì)付,。

細(xì)菌是獨(dú)立的生命形式,,它們結(jié)構(gòu)與我們的細(xì)胞相似,可以在沒有宿主生物的情況下獨(dú)立生存,,不過它們也有許多人類沒有的特征,。

也正因?yàn)槿绱耍覀兛梢愿鶕?jù)這些我們沒有的特征構(gòu)建殺菌的藥物,。

青霉素的結(jié)構(gòu)模型,,圖源:Mrjohncummin

比如青霉素,它起作用的原因就是因?yàn)樗鼤?huì)干擾細(xì)菌細(xì)胞壁的構(gòu)建,,但人體沒有任何細(xì)胞有細(xì)胞壁,,所以青霉素可以抑制細(xì)菌生長卻無法影響人體的細(xì)胞。

與細(xì)菌不同的是,,病毒不能在宿主細(xì)胞外獨(dú)立繁殖(這里可能用“復(fù)制”會(huì)更合適),,它們需要劫持宿主細(xì)胞作為生存繁殖的場(chǎng)所。

很明顯,,就獨(dú)立生存能力而言,,病毒是完全被細(xì)菌秒殺的,,甚至可以說病毒基本沒有獨(dú)立生存能力。

圖注:流感病毒

但它們和宿主細(xì)胞的關(guān)系,,決定了難以單獨(dú)殺死它們,,并保持宿主細(xì)胞的存活。

由于許多病毒進(jìn)入細(xì)胞后不會(huì)直接殺死細(xì)胞,,而是進(jìn)入潛伏期,,它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)部緩慢復(fù)制,然后悄悄泄漏并感染其它細(xì)胞,。

所以,,有一些抗病毒藥物(抗病毒的藥是有的)可以通過干預(yù)病毒的復(fù)制來控制它們的感染,但不幸的是,,大多時(shí)候這樣做也會(huì)抑制宿主細(xì)胞的復(fù)制過程,,換句話說這種藥物對(duì)被感染者也是有毒的,。

事實(shí)上,,病毒對(duì)宿主細(xì)胞的依賴程度越高,抗病毒藥物就越難以發(fā)揮作用,。

另外,,病毒也不像細(xì)菌那樣有著簡單的分類,不同細(xì)菌可以找到許多相似的地方,,但是不同的病毒有著難以想象的差異,,這意味著很難找到一種可以對(duì)付多種病毒的特效藥。

病毒是否有天敵,?

事實(shí)上,,用藥物對(duì)抗細(xì)菌只能帶來短期利益,細(xì)菌的抗藥性會(huì)持續(xù)增強(qiáng),,最終藥物會(huì)失效,,所以現(xiàn)在抗生素的使用一直被批判,許多人擔(dān)心會(huì)創(chuàng)造出超級(jí)細(xì)菌,。

不過,,好在現(xiàn)在有一些更合理的解決方案,那就是生物控制,,換句話說就是可以用細(xì)菌的天敵去控制細(xì)菌感染,。

現(xiàn)在生物學(xué)家找到的可利用的“細(xì)菌天敵”就是噬菌體——其實(shí)就是能夠感染細(xì)菌的病毒。

噬菌體T4感染細(xì)菌,,圖源:Guido4

生物通過進(jìn)化擺脫各種天敵,,但確實(shí)很難擺脫病毒,從某種意義上來看病毒是所有生物的自然天敵,。

有一些病毒可以感染細(xì)菌并抑制細(xì)菌的繁殖,,但對(duì)人類卻沒有任何影響,,真是純天然的“抗菌藥”,而且基本不會(huì)有什么副作用,。

那么,,病毒感染是否可以用相似的方式處理呢?

圖注:噬菌體

簡單的回答就是,,病毒也有生物天敵,,但是很難用生物控制的方式來處理它們的感染。

雖然很難把病毒稱為生命,,但就像我們前面說的,,它們還是有蛋白質(zhì)外衣和NDA的,這意味著它們富含磷和氮,,對(duì)于許多生命而言這就是營養(yǎng)物質(zhì),。

所以,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多原生單細(xì)胞生物會(huì)“捕食”病毒,,只不過它們捕食的基本是我們前面提到的噬菌體,,可能只有這些病毒和原生生物關(guān)系密切吧。

但是,,基本不可能用原生物來治療病毒感染,,還是那個(gè)原因,病毒在我們體內(nèi)是和宿主細(xì)胞密切相關(guān)的,,而不是裸露在外面的給天敵捕食的,。

圖注:水痘病毒

不過,有一種病毒也可以感染其它病毒,,這些病毒被稱為噬病毒體,,噬病毒體和我們前面提到的噬菌體是一樣的,它們會(huì)利用其它病毒進(jìn)行復(fù)制并影響其它病毒的復(fù)制,。

但是,,我們也很難把它們當(dāng)作抗病毒藥,因?yàn)檫@些噬病毒體只會(huì)感染巨型病毒,,對(duì)于那些不是很大的病毒病基本沒有發(fā)現(xiàn)它們的噬病毒體,。

最后

世間萬物總是相生相克,雖然病毒把自己“偽裝”成連生命都稱不上,,但依然有生命會(huì)捕食它們,,只是對(duì)于它們的感染,確實(shí)難以處理,,這是它們和宿主細(xì)胞之間的關(guān)系決定的,。

地球上有那么多病毒,未來會(huì)突然出現(xiàn)一種喪尸病毒嗎?

看過《生化危機(jī)》的朋友肯定對(duì)這種沒有痛覺,、撕咬后即被感染,、攻擊力極強(qiáng)、不需要任何娛樂需求的喪尸記憶猶新,,根據(jù)劇中設(shè)定,,想要?dú)⑺肋@種被病毒感染后形成的喪尸,只有直接對(duì)其爆頭才能終止其攻擊行為,,實(shí)在是太可怕了,,萬一這世界上要是真的出現(xiàn)這種病毒咋辦?

關(guān)于《生化危機(jī)》中的喪尸病毒來歷

最早的起源是1960年歐洲Ashford家族繼承人愛德華·亞西福特與他的大學(xué)同學(xué)奧斯威爾·斯賓塞在古生物研究時(shí)獲得了一種超級(jí)的病毒:它能讓人對(duì)物理傷害的抵抗力提升數(shù)倍,!簡單的說就是人體對(duì)攻擊可能毫不在意,,但它有一個(gè)致命的缺點(diǎn),即會(huì)造成宿主意識(shí)喪失,!這就是喪尸始祖病毒的來歷,。

1977年病毒學(xué)家馬庫斯通過始祖病毒與水蛭的結(jié)合改良了始祖病毒,即會(huì)讓感染者身體潰爛和智商降低等副作用,,馬庫斯將其命名為Tyrant,,即生化危機(jī)中注明的T病毒。

1991年馬庫斯培養(yǎng)的維斯克在女性實(shí)驗(yàn)體麗莎身上發(fā)現(xiàn)了完美的T病毒變異品種G病毒,。它能消除T病毒的一切不足,,與宿主完美結(jié)合,。

整個(gè)《生化危機(jī)》故事梗概就圍繞這主線展開,,這條主線非常曲折離奇,其中關(guān)于這三種病毒的來歷就可以寫成一部小說來交代個(gè)中的詳細(xì)來歷和發(fā)展,,有興趣的朋友可以去了解下《生化危機(jī)》的游戲版和小說版,。

關(guān)于喪尸

喪尸其實(shí)有好多種,比如中國湘西的趕尸傳說,,海地巫毒教中的還魂尸傳聞,,也有中世紀(jì)歐洲的吸血鬼與亡靈,當(dāng)然還有很多朋友信以為真的“雙魚玉佩”流傳的羅布泊喪尸,!當(dāng)然大家最熟悉的還是在《生化危機(jī)》中被T病毒感染的喪尸,。

他們可通過體液傳播,比如撕咬活人后即被感染,,影視劇中最快數(shù)分鐘即可從一個(gè)大活人變成一具喪尸,,其實(shí)真有這種病毒也沒那么快的速度,為了影視效果我們就不計(jì)較了,。早期喪尸移動(dòng)緩慢,,但后期移動(dòng)速度很高,甚至無異于奔跑,它們需要不斷吃生物以獲取能量,。

T病毒接管了人體的大腦,,行為已經(jīng)不受控制,但卻又大量進(jìn)食的欲望,,而且對(duì)攻擊幾乎沒有反應(yīng),,除了直接爆頭沒有其他方式,當(dāng)然將它的軀干全部砍掉也可以,,只是實(shí)在太麻煩,。

地球上會(huì)出現(xiàn)感染后變成喪尸的病毒嗎?

這種幾乎殺不死的喪尸是所有活人的噩夢(mèng),,但到現(xiàn)在為止我們這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界并沒有出現(xiàn)喪尸的記錄,,僅有的也只是各地的謠傳,但這種經(jīng)不起驗(yàn)證的謠言卻又不少人相信,。

病毒不是為了生存么,,為什么會(huì)讓人死亡?

其實(shí)我們根本不用考慮這個(gè)問題,,因?yàn)椴《具@種甚至無法用生命或者非生命來定義,,它們的唯一目的就是復(fù)制自己,也就是生命最初開始時(shí)候的需求,,并且在這個(gè)復(fù)制過程中會(huì)產(chǎn)生變異,,更適合環(huán)境,更優(yōu)秀的病毒可能會(huì)在這個(gè)過程中獲得發(fā)展,,這跟地球早期誕生生命時(shí)的發(fā)展如出一轍,!

我們要了解一下的是病毒并不能獨(dú)立演化與發(fā)展,它們只有寄生在宿主的細(xì)胞內(nèi)才能繁殖,,因?yàn)樗枰拗鞯臓I養(yǎng)物質(zhì)來復(fù)制自己的DNA,,或者把自己的DNA片段插入到宿主的DNA片段中,然后這些DNA物質(zhì)大量產(chǎn)生自身需要的蛋白質(zhì),,這過程中可能會(huì)產(chǎn)生對(duì)宿主有害的蛋白質(zhì),,或者可以將其稱為毒素。

這個(gè)過程將會(huì)導(dǎo)致宿主細(xì)胞病變,,甚至變異與死亡,,當(dāng)然這個(gè)病變或者死亡的細(xì)胞超過宿主承受極限時(shí),宿主的死期就到了,,不過病毒也很少直接致人死亡,,比如艾滋病毒會(huì)讓免疫系統(tǒng)逐漸停擺,最終常見病毒即能要了人的命,。

會(huì)有像喪尸那樣的病毒出現(xiàn)嗎,?

《生化危機(jī)》中的T病毒可怕在于能讓大腦處于無控狀態(tài),,但又能維持最基本的生理需求。理論上這幾乎就是不可能,,因?yàn)椴《镜陌l(fā)展是雪崩式的,,它們不會(huì)控制自己的數(shù)量,不會(huì)存一直停留在這種過渡狀態(tài),,所以在感染大腦的狀態(tài)下可能會(huì)出現(xiàn)類似的過程,,但很快就是隨著病程的發(fā)展,宿主出現(xiàn)死亡,,這個(gè)過程被病毒自身終止了,。

比如狂犬病毒就是如此,有一個(gè)時(shí)間段感染了狂犬病毒的瘋狗到處閑逛而咬人,,但過不了多久就會(huì)死亡,,而人體感染了狂犬病毒后會(huì)有幾天狂躁期,過后同樣會(huì)很快死亡,,因?yàn)椴《镜男枨笫菦]有限制的,,沒有一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的領(lǐng)導(dǎo)者,假如真出現(xiàn)這樣一個(gè)協(xié)調(diào)的病毒王,,那事情的發(fā)展也許會(huì)完全不一樣,,當(dāng)然這是不可能的,各位放一百個(gè)心,。

關(guān)于改變宿主行為的寄生蟲

貓奴是大家對(duì)喜歡貓的朋友的昵稱,,或者寵物貓愛好者的自稱,所以這些朋友往往都是弓形蟲感染的受害者,,但大多數(shù)朋友可能已經(jīng)形成了蟲疫,,也就是說攜帶弓形蟲但沒有癥狀,不過有一項(xiàng)研究表明弓形蟲的寄生會(huì)影響宿主的行為,,甚至性情大變,,因?yàn)楣蜗x最喜歡寄生的區(qū)域大腦核細(xì)胞,心臟則次之,!

據(jù)統(tǒng)計(jì)全球有超過1/3的人感染了弓形蟲,但絕大部分人都沒啥感覺,,不過研究表明弓形蟲對(duì)人類的影響是非常大的,,比如精神分裂可能有弓形蟲的因素。美國密歇根州立大學(xué)人類醫(yī)學(xué)院的教授布朗發(fā)現(xiàn),,這些寄生在大腦中的弓形蟲代謝的產(chǎn)物會(huì)在人體最核心的大腦引發(fā)炎癥,,導(dǎo)致病人出現(xiàn)抑郁癥以及自殺傾向,如果一個(gè)人的大腦弓形蟲檢測(cè)呈陽性,,那么此人的自殺傾向是普通的7倍,!

關(guān)于鐵線蟲

《鐵線蟲入侵》是比較有名的韓國電影,劇中描述了人類感染了一種變異后的鐵線蟲后跳河的行為,它的潛伏期很短,,致命性100%,,聽起來十分可怕!而事實(shí)上鐵線蟲確實(shí)能夠影響宿主的行為,,比如感染了鐵線蟲的螳螂最終會(huì)死于水中,,因?yàn)殍F線蟲需要在水中繁殖。

鐵線蟲為何能控制螳螂,?這似乎沒有一個(gè)正統(tǒng)的答案,,但法國生物學(xué)家通過三年的研究后發(fā)現(xiàn),鐵線蟲身上有一種Wnt分子利用其和螳螂同類分子的相似性,,以假亂真你的侵入了螳螂的神經(jīng)系統(tǒng),,最終Wnt分子在螳螂的神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生作用,螳螂對(duì)自身行為失去控制,,而Wnt產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)控制螳螂向地勢(shì)低區(qū)域移動(dòng),,這些地方一般都有水!

鐵線蟲能控制人嗎,?人也能被鐵線蟲感染,,盡管也能使人致病,但鐵線蟲并不能控制人體投水,,根據(jù)其控制螳螂的原理,,它并不能應(yīng)用到人類身上,畢竟這兩者的差異可不止一星半點(diǎn),!

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