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病毒，与生命如影随形

胡轩逸 //m.auribault.com 2014-08-14 来源：光明日报

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　　反攻埃博拉，主力手段依然是科研，诊断方法、防控手段、新药研制，这些工作在中美欧等国家和地区正迅速实施，让人们充满希望。新华社发徐骏作

　　这个夏天，全球拉响了埃博拉警戒。这是一种由病毒引起的致命疾病，虽然它的传播途径很有限——无法像感冒病毒那样通过飞沫传播，这种只能通过体液和被污染的针头等工具传播的病毒依然造成近千人不幸死亡。其实，在生命体漫长的进化过程中，病毒始终与生命体如影随形。

　　病毒，依赖宿主生存

　　病毒是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成或仅由蛋白质构成的非细胞形态的、靠寄生生活的生命体。病毒个体微小，结构简单，由于没有实现新陈代谢所必需的基本系统，所以病毒自身并不能复制。

　　但当它接触到宿主细胞时，便脱去其蛋白质外套，它的核酸（基因）侵入宿主细胞内，借助后者的复制系统，按照病毒基因的指令复制新的病毒。病毒能够在宿主体内快速增殖出数目庞大的子毒，并通过变异产生巨大的遗传多样性，对宿主环境具有惊人的适应能力。这就是病毒对宿主巨大的危害之所在。

　　按照达尔文的进化论，在自然界中不具有进化优势的基因将会被自然淘汰。那么过于简单的病毒是如何生存下来的呢？要知道，病毒在进化过程中看似并不具有优势，比如连基本的自主代谢都不能——对宿主的依赖性太强，不能自主移动；在宿主间传播的难度太大，缺乏有效的保护结构——不能在环境中长时间保持感染力。但由于病毒基因组复制的保真性极低，所以非常容易产生突变，进而获得逃避宿主免疫攻击的强大能力。这就是病毒能够在数亿万年的自然进化历程中被留存下来的根本原因。

　　病毒要生存，就得一般不会导致宿主个体立即死亡或物种大规模死亡，否则宿主不存在了，病毒就没有了栖身之处。病毒在与宿主共同生活的过程中协同进化——宿主的免疫系统不会杀死病毒，病毒也不会立即或大规模杀死宿主。在这个过程中，病毒往往会获得逃避宿主免疫攻击的能力，也会变得对宿主的伤害越来越小。比如，肝炎病毒往往在感染患者几十年后才会致人死亡，一些疱疹病毒甚至可以伴随人类一生而不会导致明显的症状。

　　不过，在宿主中“安分守己”的病毒，偶然间可能出现跨物种的感染和传播，比如人类食用野生动物，从而在短期内对新宿主造成巨大的危害。这是因为病毒缺乏和新宿主长期共同进化的漫长适应过程。比如，原本在一些种类的蝙蝠中存在的SARS冠状病毒，对蝙蝠没有任何危害，但却对人类有极大的危害；原本在阿米巴原虫中存在的巨型病毒，不会危害阿米巴原虫的健康，但却可能导致人类出现轻微的肺炎。再比如，艾滋病毒虽然对人类的健康构成全球性的严重灾难，但却与原宿主西非黑猩猩和谐相处；埃博拉病毒让所有人闻风丧胆，然而却跟原宿主果蝠相安无事。

　　病毒也在参与生命进化

　　一直以来，人们都把病毒看成是恐怖的恶魔。然而，凡事都有两面性。科学家近来发现，病毒这种让人闻风色变的大自然杀手，有时也会帮助其他生物进化。一些科学家认为，人类的进化就很可能得益于病毒的帮忙。

　　美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的研究人员曾在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的发现：在进化的过程中，人和其他脊椎动物直接从病毒那里获得了100多种基因。他们从大量的研究中发现，人类自身体内复制DNA的酶系统也可能来自病毒。这显然是病毒输送自己的基因到人体和高级哺乳动物细胞内的结果，并极大地推动了人的细胞和高级生物的细胞的进化。

　　过去，我们人类总认为病毒最基本的功能是“致病”。但放在今天的科学视野下，这种观点并不全面。实际上，导致疾病的病毒很多只是在爆发感染的极短时间内在人体生存，只有少量的病毒变体能在人体内存在较长时间。这些病毒不仅不引起症状，还能随宿主一道进化。

　　例如，一些内源性逆转录病毒在进化中与哺乳动物细胞形成了非常亲密的关系，并成为包括人类在内的高级哺乳动物DNA中的组成部分。这些内源性逆转录病毒是一些病毒的残余，它们在很古老的时候就以自己的方式进入哺乳动物的染色体之中。科学研究已经显示，人类基因组的8%是由内源性逆转录病毒的基因组成的。

　　意大利的科学家们找到了病毒如何改变人类进化历程的更多证据。他们在人类的139个基因中发现了400多种不同的变异，这些基因变异对人们是否容易感染病毒至关重要。他们表示，这139个基因是在人类的进化过程中被挑选出来的。

　　科研人员分析了来自全球不同地区的52个人种的基因组，这些地区均遭遇了人类在20万年的进化过程中出现过的病毒。他们仔细研究了这52个人种的基因组，并将发现的感染与基因变异联系在一起。他们认为这是一种找到同病毒有关的基因的好办法。结果他们发现，感染多种不同病毒的人种的基因变异更多。这些研究人员认为，该发现有助于解释为什么有些人能够毫发无伤地度过流感季节，而有些人却很容易感染流感病毒。

　　病毒，或许也是自然选择的一部分

　　让我们再说回埃博拉病毒。早在2007年，科学家就发现那些拥有HLA-B07和HLA-B14基因的人更有可能在埃博拉病毒的侵袭中活下来，而那些拥有HLA-B67和HLA-B15基因的人则更有可能在感染中死去。甚至有一些人可能一辈子都携带埃博拉病毒，但却并不发病，只要他们有NPC1基因的一个突变——埃博拉病毒需通过NPC1进入细胞核进行自身复制。

　　专门研究病毒遗传学与进化的英国兰卡斯特大学生物信息学研究者德里克·盖瑟洛说，在欧洲，大约每300～400人中就有1个人拥有这种NPC1基因突变。在另一些地区，这种免疫基因突变更普遍。比如，在加拿大东南沿岸的新斯科舍省，10%～26%的人口有这种免疫基因突变。不过，这种基因突变在非洲人口中占有多少比例，目前还不知道。

　　不过即使你拥有突变的基因，也不意味着就能逃过埃博拉，盖瑟洛指出，这些对埃博拉抵抗力的研究是在一个实验室里做的，所以目前尚不知道NPC1基因突变的携带者在现实中是否真的对埃博拉病毒有抵抗力。

　　有些研究进化的科学家认为，这虽然看起来有些无情，但病毒或许也是自然选择的一部分。比如，艾滋病。科学家早就发现，并非所有艾滋病毒的携带者都会犯病，少数人天生就具有对艾滋病毒的免疫力。研究发现，有一小部分人——大约每200名感染者中就有这样一个人。他们在接触艾滋病毒后，发展成艾滋病的速度很慢，有些甚至不会患上这种致命疾病。研究还发现，天生具有艾滋病毒免疫能力的人，体内含有一种被称作HLA（人类白细胞抗原）-B57的基因。研究人员发现，HLA-B57促使身体产生更多强大的T细胞。而T细胞会对具有感染性的入侵者发起攻击。与没有这种基因的人相比，那些拥有HLA-B57的人体内含有大量可以束缚住艾滋病毒蛋白的T细胞，并且更有可能识别出代表艾滋病毒蛋白的细胞，其中包括在感染过程中产生的变异蛋白。

　　我们可以试着大胆地想象，如果没有发达的现代医疗技术，那么感染艾滋病毒后，肯定会有大量的人死去，但那些对于艾滋病毒有天然免疫力的少数人会幸存下来。然后他们互相结合，所生育的后代中肯定有不少携带这种对艾滋病毒有免疫力的基因的。然后他们继续繁衍下去。最终的结果是，艾滋病毒与他们的后代和谐共存。

　　不过人类之所以被称为“智慧生命”，就是因为从某种程度上，我们可以不总是被自然左右，尝试着让一切按照有利于人类发展的方向前进。关于病毒的研究，从未终止、不断前行。好消息是，两名感染埃博拉病毒的美国患者在接受实验性新药治疗后已经出现好转，虽然最终疗效和是否有后遗症还有待观察，但至少说明，战胜病毒，人类很有希望。

编辑：尹盼秋