让我们来了解“病毒”
秋季来临,阵阵风儿送来清凉。然而,正享受着“天凉好个秋”的人们可别只顾着高兴,因为感冒、发烧、脑炎、肠炎等疾病,最喜欢在这个时候来凑热闹。要想健健康康地度过金秋时节,不妨让我们先来了解一下引发这些疾病的元凶——病毒。
是种怎样的微生物
人们对病毒这个词并不陌生,2003年闹得满城风雨的SARS(严重急性呼吸综合征),就是由病毒家族中的一员——SARS冠状病毒引起的。
追溯人类同病毒斗争的历史不可谓不长,斗争结果不可谓不惨烈,早在公元前二至三个世纪的印度和中国就有了关于天花的记录。但是人们真正发现并知晓病毒的存在,却只有100多年的历史。
人类较晚意识到病毒的存在,有很多原因。首先,病毒是微生物的一种,它们之所以被称为微生物,一个原因就是它们实在太小了,肉眼看不见,所以在显微镜和分离技术发明之前,人类根本无法识别微生物。其次,自亚里士多德以来,西方人一直相信自生论,认为生命是以某种方式自发起源于非生命物质的,比如啮齿类动物由受潮的谷物变成,甲虫由灰尘变成,青蛙由泥浆变成,蛆虫由腐肉变成。
1665年前后,英国科学家罗伯特-胡克(RobertHooke)制造了复式显微镜,才观察到软木塞的小切片的细胞。到19纪20年代,意大利的亚米齐和其他人制成了改进的消色差显微镜,才使人们得以观察到有机细胞的详细情况。
虽然人们已经能在显微镜下观测到细菌,却仍然不接受“微生物会引起疾病”这样一个事实,这主要因为自生论深入人心。法国科学家巴斯德(LouisPasteur)通过设计了著名的曲颈瓶实验,证明了是微生物导致物质腐败,从而给自生论以沉重的打击。
1898年,荷兰微生物学家贝杰林克(Beijerinck)把实验中发现的一种有别于细菌的有机体称为病毒(Virus),这在当时打破了人们普遍认为是真理的菌原说。
当人们慢慢接受细菌的存在时,仍然很困惑,这东西并不符合对生物的定义,那它又是什么呢?游离的病毒是没有生命的,必须入侵宿主细胞,释放遗传物质,然后利用宿主的代谢机制复制或转录病毒的遗传物质。
那么,病毒到底是生物还是非生命的化学集合体?从技术上而言,说一个病毒“活着”并不正确,专业上说病毒是在“活化”。活化之后的病毒,才能显示出各种生命特征,能繁殖和进化,还会产生突变,以适应各种恶劣的生存环境。
难怪获得1960年诺贝尔生理学和医学奖的英国免疫学家梅达沃(PeterB.Medawar)要将病毒称为“一个包裹在蛋白质里的坏消息”。从结构上说,病毒不过是一个蛋白质做成的外壳里包着一团主司遗传的物质核酸。但是,核酸就是那段“坏消息”,因为病毒就是靠它才能在宿主细胞里自我复制的。
为何会被病毒攻陷
相对于健康状态,我们生病的时间毕竟是少数,那为什么有的人很容易生病,有的人不容易生病?有的病致命,有的病不致命呢?这些就要从病毒的特性说起了。
病毒是如何感染和传播的?科学家说病毒的蛋白质外壳上有一些非常特别的受体结合蛋白,就像倒钩一样从表面突起,这就相当于拥有了一把钥匙,它要寻找这把钥匙能打开的锁。
每一个活着的宿主细胞都有一个锁,需要一套特定的密码才能开启。这些赖以开锁的组合数字异常复杂,配置方式可能有上千亿种,但只有一种是正确的。病毒知道如何从无法计算的组合密码中挑出正确的数字,然后打开锁进入细胞。一旦把细胞的门锁打开,细胞就对它毫无戒心。此时,病毒的蛋白质外壳很快消失,遗传物质便开始紧急工作,用细胞内的物质来自我复制,不用多久,这个可怜的细胞内就布满了成千上万第二代病毒。这些新生的病毒倾巢而出,每一个都试图用自己的钥匙去开启另一把锁。而那个宿主细胞则瞬间就会爆裂。
第二代病毒很快就会找到新的细胞,这一次就不止一个细胞被感染,而是成千上万个细胞沦陷。第三代细胞的数量就是成千上万再乘以成千上万,于是,宿主体内的细胞不停以指数方式倒下去,成为一堆死尸。但是病毒的目的不在于把宿主彻底干掉,因为一旦宿主死亡,病毒只好跟着灭亡。所以它要找到一条出路,发展传播效率,比如借着咳嗽、喷嚏或者体液离开,悄悄地登上另一个载体。
病毒的本质是入侵与共生,但为什么病毒选择了很多人,却不是每个人都会患病或者死亡?西方科学家的解释,从古至今,人类一旦患上感染性疾病,痊愈或者死亡主要取决于宿主和病原体谁能赢得这场战争。如果人的抵抗力大于病毒的毒力,就能逃过一劫;如果天平朝病毒一端倾斜,感染就发生了。人类周围充斥着无数微生物,在现实生活中,就算病毒真到了你体内,免疫系统也很可能在它引起疾病前就将其消灭,只有当机体抵御病毒的防线崩溃时,才会被病毒感染。
人类的防御能力可能是先天的,也可能是后天的。先天防御包括皮肤、体液、细胞防御、发炎、发烧等,这组成了对病原体的第一道防线。一些病毒已经进化出各种方式来突破这道屏障,比如很多感冒患者会吐出一口口浓痰,这是人体分泌用来截留微生物的黏液,被有规则摆动的纤毛扫出去就成了痰。但是流感病毒仍能突破感染呼吸道,它们借助表面的一些分子牢固附着在黏膜上皮上,使纤毛无法扫除它们。但人类抵御外来者的能力有很多种,发热就是一种。流感病毒对温度很敏感,它们在呼吸道表皮细胞中复制,那里因为空气经过潮湿的组织表面时,会降低温度,所以低于正常体温。一个人发热时,甚至体温只升高1~2°C,病毒的复制能力就会被削弱。
除此,人体还有其他办法让呼吸道黏膜细胞几乎在一周内脱落,随着痰被排出体外,那些被感染的细胞也会脱落,这就是感冒不治一周后也会痊愈的道理。
人体还有第二道防线,那就是获得性免疫应答。这个过程人体可以产生抗体,有效应对外来人侵者,并在下一次面对它们时迅速做出反应,不会再次被感染。免疫接种所引发的就是获得性免疫应答。
病毒到底有多可怕
当科学家发现这种体积极其微小、结构极其简单,具有极高的寄生性以及遗传、进化、变异能力的,介于生物与非生物之间的原始生命体,竟是导致人类大多数疾病的元凶后,对病毒的认识也逐渐加深。
病毒很难被消灭,因为病毒跟细胞的关系过于密切,所以现在没有一种药是完全可以把病毒杀灭的。像艾滋病需要使用多种药物进行治疗,且需要终身服用,如果不持续用药,病毒会继续繁殖,但长期吃药又会造成病毒变异,使现在的药对它无效。病毒的DNA会同我们之间的DNA一起分裂、繁殖,这样它就和我们相伴终生了,某种情况下,如果病毒插入DNA的地方恰好启动人的癌基因,此时就可能会发生癌变。
而另一方面,病毒的宿主除了人外,还有很多的动物,也就是人畜共患病毒。为什么禽流感难以控制?禽流感可以感染鸡、鸭,鸡受到感染会死亡,但是鸭不会,且病毒存在在鸭的消化道,而非呼吸道。鸭在水里面游泳,就可以把病毒排泄到水里,之后就可以长期地散布这个病毒。还有病毒可以经过候鸟把禽流感病毒带来带去。
而且,病毒的传播途径是多种的,我们平常知道的病毒就有呼吸道传播、消化道传播等。SARS是呼吸道传播、小儿麻痹症的病毒一般都是消化道传播,肝炎、甲型肝炎、戊型肝炎都是消化道传播。另外还有经胎盘传播,母亲在怀孕三个月之内,胎盘还没有完全形成的时候,感染巨细胞病毒,或风疹病毒等,可以造成胎儿的发育不良,造成先天性心脏病等。
用不着过于恐慌
说了病毒这么多可怕的特性,是不是我们对病毒就束手无策了呢?其实不然,人类还是可以利用病毒的特性化害为利的,最经典的要说天花的消灭了。
天花是世界上传染性最强的疾病之一,每四名病人里便有一人死亡,公元1000多年前的木乃伊身上便发现类似天花留下的痕迹,18世纪在欧洲天花曾造成1.5亿以上人的死亡,对此晋代著名药学家道家葛洪在《肘后备急方》中已有记载。可是现在为什么没有了呢?是因为人类通过接种一种与天花病毒的抗原绝大部分相同但对人体不会致病的牛痘病毒达到了长期免疫的目的。1979年10月26日,联合国世界卫生组织在肯尼亚首都内罗毕宣布,全世界已经消灭了天花病,并且为此举行了庆祝仪式。
现在,小儿麻痹和麻疹也能通过疫苗进行预防。但是,并不是所有的病毒都已经制造出相应的疫苗了,且有很多未知的病毒向人类发起进攻,动物性疫源疾病就是一种高发的病种,目前世界上约有200多种动物传染病和150多种寄生虫病,其中至少有200种以上可以传染给人类,饲养动物、食用肉类、野生动物变更栖息地、人类跨地区交流等都可能造成感染。
由于人类多年来广泛使用和滥用抗生素,使得致病微生物的耐药适应性增强,病菌、病毒的基因突变加快,各种耐药致病微生物不断出现。目前使用的多数抗生素,已对人类和动物身上携带的致病微生物不起作用了。
但是,病毒变异是很正常的事,没有什么可怕的,例如流感病毒,每年都在发生变异,因此每年都要制造出新的疫苗进行预防接种。由于病毒的不断变异,也迫使人类更需不断地探索与病原体斗争的新方法和新技术。
虽然一系列新的传染病在出现,已知病毒并未全部攻克,但我们也用不着对病毒那么恐惧,一方面是科学家在不断研究对抗病毒的新方法和新技术;另一方面,对于日常的病毒性疾病,只要我们注意生活起居,注意锻炼身体,还是可以有效防御,平平安安地度过这个秋天的。



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