我眼中的“病毒”

“打预防针”就是接种疫苗

      在人类的进程中,除去自然规律所带来的生死别离,终结人类生命最多的不是战争,也不是自然灾害,而是“病毒”。这一段时间,潦草的做了一些统计,在人类有记载的阶段中“病毒”事件屡有发生,天花,黑死病(鼠疫),西班牙流感,霍乱……其中,天花病毒纠缠人类事件最久,被天花病毒夺取的生命也最多。人类历史上最早关于天花的记载是公元前1500年,古埃及法老拉美西斯五世,极有可能就是被天花夺去了生命,随着年代的更替和人们跟天花病毒不断的了解和抗争,世界卫生组织在1979年10月26日成功宣布人类彻底消灭天花病毒。这也是迄今为止,唯一被人类彻底消灭的一种威胁人类生命的病毒,有资料显示,前后共有超过5亿的人被天花夺去了生命。40多岁人的大臂外侧的伤疤,就是人们接种“牛痘”的印记。咱们国家在1981年3月由卫生部发出通知,取消了在全国范围内接种牛痘。所以,大多数90后、00后是没有接种过牛痘疫苗的,胳膊上的疤痕也不是种牛痘留下来的,而是卡介苗留下的(卡介苗是预防肺结核的)。实际上,“牛痘”、“卡介苗”也都是一种病毒,当接种到人身体后会大多都会经历红肿、起脓疱、脓疱破溃、结痂等过程,愈合后就形成特殊疤痕的印记。这种主观的让特种病毒进入人体后大量繁殖,以刺激人体本身产生一系列的对天花病毒或结核病毒有害、对人体有益的物质,这种物质就是医学上叫做“抗体”。人们不同的个体对抗体的储存和制造的时间不尽相同,有的疫苗得阶段性植入,有些疫苗一经植入就会终身形成抗体。

《康熙王朝》中,小苏麻喇姑说出,康熙得了“ 天花  ”。

      公元14世纪,发生了全球性的第二次鼠疫大流行,前后共历时70多年,波及欧、亚、北非等各大洲。近时代,较晚的几次大流行包括1629年到1631年的意大利鼠疫、1665年到1666年的伦敦大鼠疫、1679年的维也纳大鼠疫、1720年到1722年的马赛大鼠疫,以及1771年的莫斯科鼠疫。当时以英国、意大利发病最重,死亡人数约2亿。至于为什么被称之为“黑死病”,大概是因为被鼠疫感染后,人的皮肤会因为皮下出血而变黑,而黑色多象征忧郁、哀伤与恐惧,所以鼠疫被人们称作了“黑死病”。这些疫情的起因,流传及过程异同仍有争议,但是其致命型态,似乎已于18世纪消失于欧洲,当今,鼠疫在北美、欧洲等地几乎已经绝迹,但在亚洲、非洲的一些地区还时有出现。鼠疫的易感人群多认为是营养不良,免疫力低的人群。

公元14世纪,全球性的第二次鼠疫大流行时期的“鸟嘴医生”。图中为 2014年2月9日,英国伦敦,打扮成“鸟嘴医生”模样的人们乘坐地铁。

      1918年爆发的“西班牙大流感”直接终结了第一次世界大战的进程。据当时的报道,此次流感大爆发最早是在美国堪萨斯州芬斯顿军营被发现的,其后在欧洲乃至全世界出现。有意思的是,该次流感大爆发并非发源自西班牙,为什么被称作了“西班牙流感大爆发”呢?有观点认为,当时因第一次世界大战参战各国对传媒有严格管制;只有中立国西班牙能够公开报道,所以就令时人错觉西班牙疫情特别严重。据记录,当时西班牙国王阿方索十三世亦被感染此病。此次疫情可以简单分为三个波次,第一波发生于1918年春季,基本上只是普通的流行性感冒;第二波发生于1918年秋季,是死亡率最高的一波;第三波发生于1919年冬季至1920年年春季,期间造成全世界5亿人感染,致使2千万至5千万死亡,传播范围达到太平洋群岛及北极地区;当时的中国也遭受到了这场流感的袭扰,直至1920年,保守估计感染人数约9百万左右,死亡人数约5万余人。或者是中草药起了作用,又或者是中国的温度气候因素,在后来西方国家的多项研究当中均表明,当时的中国是全球死亡人数最少的地区。颇为奇怪的是,到了1920年,这场恐怖的流感大爆发在没有任何征兆的情况下,突然就消失了。并且直到今天,西班牙流感的病株和病源始终没有被真正确认,该病毒的易感人群是20~35岁的青壮年。

美国堪萨斯州赖利堡的军营医院,病房内被感染流感的军人。
戴口罩的西雅图警察,1918年12月
许多科学家与历史学家认为,当时全球三分之一的人口(约18亿人)曾感染“西班牙流感”。
当时的“方舱医院”

      关于霍乱的历史描述最早于公元前五世纪,霍乱在19世纪之前,只是印度、孟加拉历史悠久的地方疾病。进入19世纪之后,由于轮船、火车以及新兴工业城市的出现,霍乱开始肆虐全球,7次在全球范围内流行,其中有6次是在19世纪,因此也被称为“19世纪的世界病”。单是从1817年至今,全球就发生过七次世界性的大传播,死亡人数无法估量,但可以从霍乱在印度100年间里死亡人数就高达3800万左右就可以看出,霍乱死亡的人数绝不会低于以上几种传染病,甚至还可能高出。霍乱是因摄入的食物或水受到霍乱弧菌污染而引起的一种急性腹泻性传染病。霍乱弧菌存在于水中,最常见的感染原因是食用被患者粪便污染过的水。霍乱弧菌能产生霍乱毒素,造成分泌性腹泻,即使不再进食也会不断腹泻,洗米水状的粪便是霍乱的特征。霍乱可由多种霍乱弧菌引起,各个菌种致病力不同:一些菌种可致更为严重的病症,重症能在数小时内造成腹泻脱水直至死亡。近些年在一些不发达地区,因为卫生状况因素和饮水条件的落后,还是在某些地区发生了较大规模的爆发,津巴布韦于2008年8月份爆发,并在全国蔓延,据无国界医生披露,疫情到2009年3月雨季后才受到控制。海地共和国于2010年10月中旬发生霍乱大流行,到2012年1月,已造成7000人死亡,52万人感染。也门于2017年爆发霍乱疫情,700余万人受到疫情威胁。值得庆幸的是,人们虽然没能彻底根除霍乱病毒,所研发的口服霍乱疫苗可以给人们带来约可有半年的免疫力。该病毒的易感人群是幼龄儿童。

19世纪英国画家约翰·利奇的卡通画《霍乱滋生之地》
2017年 莫桑比克的儿童接种霍乱疫苗。

      此外,还有很多的疾病都是因为某些“病毒”的存在而长时间地和我们人类纠缠在一起,朝夕与共,共存共生。随着科学手段的不断昌明、对世界的认知范围的不断拓展、了解和掌握,甚至再次消灭某一类“病毒”都会成为可能。问题是地球上的“病毒”并没有一个量化的基础,也就是说,人类永远无法让“病毒”在自然界永远消失,唯一能做的就是理智认知,理性面对,在不断学习和总结中尽可能的改变生活方式,或增强自身的免疫力,或尽量避免受感染的途径,以提升我们生活,亦或是说生存的质量。

      究竟“病毒”是个什么东西?是植物?动物?真菌?还是细菌?它的组织结构是个什么样的?病毒是靠什么存活下来的?

病毒的样子

      现今的生物学大致将构成世界的物质分成了两类,生物和非生物;区分的标准是该种物质是否能够进行新陈代谢(化学物质的生成与分解)以及完成遗传。比如说人吃了馒头,能够通过自身合成转化成“热量”,还能够通过两性交合繁衍后代,人就被规划到了生物的阵营,塑料这东西一不能新陈代谢,二不能完成遗传,一准儿的非生物啊。“病毒”这个东西算是什么呢?生物,非生物?莫急,咱们先看看“病毒”的构成和样子。

      “病毒”的构成简单却形态各异,都是由蛋白质构成了一个外壳,里面包裹着或是DNA或是RNA的属于遗传物质(核酸分子),大多数病毒的直径在10-300纳米,一些丝状病毒的长度可达1400nm,但其宽度却只有约80nm(细菌一般约为 0.5–5.0 微米),把30,000到750,000个病毒一个个紧密靠紧着排列起来才能达到1厘米的长度。病毒的形状变化多样,既有螺旋形、二十面体形的病毒,也有拥有更为复杂的几何结构的噬菌体。大多数的病毒是无法在光学显微镜下观察到,得借助扫描或透射电子显微镜才能观察到病毒颗粒。至于啥是DNA,RNA?简单的说,DNA,RNA都是记录遗传信息的单元,广义上被称之为遗传物质;最明显区别就是,DNA多是双螺旋结构,RNA多是单螺旋结构。套用判断生物的判定标准,是否能够新陈代谢?不能,它无法独立生长和复制;但是病毒却能借由感染的机制,利用宿主的细胞系统进行自我复制。所以,在网上搜索到的主流说法是,将“病毒”定义成为了“类生物”;情理之中,意料之外。

塔夫斯医学院的病毒学研究员John Coffin说,病毒的根源只是"一条信息"。病毒很小,只有在电子显微镜下才能看到。
电子显微镜下的霍乱弧菌

      第一个已知的病毒是烟草花叶病毒,由马丁乌斯·贝杰林克于1899年发现并命名,迄今已有超过5000种类型的病毒得到鉴定。也许真如生物学家预估的那样,“只要有生命的地方,就有病毒存在;病毒很可能在第一个细胞进化出来时就存在了。究竟病毒起源于何时,一直没有定论,似是无从考证,因为病毒不能形成化石,也没有外部参照物来研究其进化过程,病毒的多样性却显示它们的进化很可能是多条线路,而非单一的。值得关注的是,似乎病毒可以感染几乎所有具有细胞结构的生命体。”根据现今人们的认知,构成病毒的基因相对较少,例如,流感病毒只有8个基因,轮状病毒只有11个基因。也许因为它只有几个基因,病毒多半只会攻击特定的生物体或生物组织;当病毒通过一些途径附着成功后,就会迫使宿主细胞“模拟再造”出数以千计的子代病毒。甚至当两种不同的病毒,或是同种不同代的病毒感染同一细胞时,某些基因可能会相互混合,并重配成新类型的病毒。

“病毒”也有多样性
细胞和病毒的个头比较

      病毒在宿主细胞中究竟是怎样迅速完成了 “模拟再造”呢? 

 附着:病毒首先与宿主细胞表面的特定分子结合。因为这种结合作用具特异性,病毒只能感染少数几种细胞。例如,艾滋病毒(HIV)只能感染人类T细胞,植物病毒只能感染植物而不能感染动物。这种附着机制经过不断的进化,会使得病毒更加“钟爱”那些能够让它们完成复制的细胞。

进入细胞:病毒附着到宿主细胞表面之后,通过胞吞或膜融合进入细胞。

核酸的脱出:病毒释放自己所携带的DNA或是RNA。

合成:宿主细胞的合成系统会根据病毒的要求,以病毒为模板合成病毒蛋白,病毒DNA或RNA。

组装:上一步中合成的病毒蛋白质和病毒DNA或RNA,装成数百个新的病毒颗粒。

释放:在完成了上述步骤之后,新病毒会从宿主细胞中脱离释放。多数病毒在该过程中会使宿主细胞溶解破裂,另一些病毒(如艾滋病毒)则通过出芽等较温和的方式从细胞中释放。

“病毒”结构示意图
   病毒在宿主细胞中 “模拟再造”示意图。

      病毒就能很轻易地侵入宿主体内,肆无忌惮的顺利完成以上的步骤么?答案当然是否定的。在人类体内先天就有很多抵御病毒的方式。其中的一些方式甚至是无差别性的。也就是说,人们的先天免疫系统能对所有的病毒起作用,对入侵的病毒进行无差别地“打击”。比如,胃酸就能消灭很多被吞入消化道的病毒;我们人体还会产生一种叫干扰素的激素来杀死被病毒感染的细胞和与之相邻的细胞以阻止病毒的“模拟再造”;细胞内部也有能破坏病毒RNA的酶;此外,有些血细胞还能直接将受病毒感染的细胞吞噬掉。遗憾的是这种先天免疫机能,似乎不会在多次接触病毒后得以增强,也不会对曾经“打过架”的病毒有啥“记忆力”。人们体内的淋巴系统会在人体受到病毒附着后,会根据对病毒的“记忆力”,合成许多特别的分子,这些特殊成分就是常说的“抗体”,这些抗体能附着在病毒上,阻止它感染人体自身的细胞。只是这种抗体会有很强的针对性,只能去攻击一种病毒。人体的淋巴系统只能是“被动防御,而无法主动出击。”也就是说,在人体受到病毒感染后,只有当人体淋巴系统合成抗体的速度超过病毒利用人体细胞组装新病毒的速度,人体就会逐步修复被破坏的细胞或是组织,直至康复,人们体内留存的抗体也通常就能对此种病毒拥有终身免疫力。人体淋巴系统合成抗体的速度会和什么相关联呢?这个问题在网络世界,一直没能找令人信服的答案。我觉得信念很重要,其次是身体素质和自身的抵抗力,还能有什么呢?毕竟人们对于人类身体的奥秘仍然处于初级探索阶段,谁又能断言人体自身抗击病毒的手段就只是如此呢?

RNA的单螺旋结构

      病毒会有多种传播方式和途径,每一种病毒也有特定的传播方式和途径。什么是传播途径呢?是指病原体从原宿主排出体外,经过一定的传播方式,到达并入侵新感染者的过程。通常有以下几种途径,不同的病毒可以通过以下一个或多个途径进行传播:

飞沫传播:接触带有病原体的分泌物(咳嗽或喷嚏)

直接传播:接触受感染的个人(包括性接触)

间接传播:接触受污染的物品

空气传播:接触在空气中生存的微生物

粪口传播:接触受污染的食物或水源

载体传播:接触带有病原体的载体

母婴传播:由母亲传染给孩子

      像流感病毒这样的病毒多是借由人打喷嚏或咳嗽时产生的飞沫液滴在空气中传播的(气溶胶传播?)。霍乱病毒则是能通过粪口途径传播,被污染的手、食物、水等都可以传播这类病毒。轮状病毒则通常是通过与被感染的儿童的直接接触传播。艾滋病病毒可通过性交传播,因为进行性交时双方会产生体液的转移。另外,登革热病毒可以通过吸血昆虫传播。所以,能够了解各种病毒的传播途径,就对预防病毒感染和流行起到了至关重要的作用。

      最后,再来说说疫苗,现今人类预防病毒性疾病的最有效方法就是接种疫苗。接种疫苗就是控制人类在不发生致病状态下能,模拟自然感染,从而激发淋巴系统自发的合成抗体,已达到对某种病毒拥有终身或阶段性免疫力的能力。通过普及疫苗接种,人类已消灭了天花。据统计,近年来的脊髓灰质炎、麻疹、风疹和腮腺炎的发病率和死亡率已有了显著降低,超过十三种由病毒引起的人类疾病已有相应的疫苗,能预防其他动物感染病毒的疫苗则更多。

自1970年代以来,麦田圈被报告的数量大幅增加。

      从古至今,我们人类对未知事物的探索就从未停歇过,谁都无法预知未知世界的最真实的模样,到底是何种力量将农作物压平而产生如此大面积的几何图案? 95%未探知的海域究竟有什么样的东西存在?宇宙大爆炸究竟是怎么回事?到底有没有外星文明?有太多的东西都是不能被我们现在的人类所了解,所认知的。可是,就这样停下来么?显然是不会的,推动人类不断向前发展的力量就是对未知世界的触碰和探索。哪怕是遇到了捅破天的事,咱们处理、应对就是了。该注意的注意,该敬畏的敬畏,该保持距离的保持距离。“缘在天定,份在人为,心存善念,必有余庆。”

噬菌体的结构示意图

      曾看到过一个视频,主播撂下了一个大胆到疯狂的假想“病毒像不像推动生物变异的手术刀?”(病毒进化论?哈哈哈哈^^,有兴趣的可以多找些噬菌体的图片看看,太TMD的像造物了,小型机器人的感觉有没有?还记得,这句话不“病毒很可能在第一个细胞进化出来时就存在了”?这是个啥时间?宇宙大爆炸么?)

小型机器人的感觉有没有?

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