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病毒到底由何而来它是怎样存在的 [复制链接]

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想要了解病毒,先要了解先有鸡还是先有蛋。英国华威大学的马克·罗杰研究小组和英国谢菲尔德大学的科林·弗里曼研究小组,在德国化学协会出版的著名学术刊物《德国应用化学》上,刊登了一篇论文,名为《蛋壳蛋白质晶核的结构控制》。

该论文一经刊登,英国华威大学立即通过媒体表示:“‘先有鸡还是先有蛋’这一问题困扰了人类数千年,但我们对‘先有鸡’的这一观点仍然存疑。”英国《地铁报》刊登了一篇对该论文合著者的采访,采访中提到了“如果没有鸡身上的一种特定的酶,就无法产生鸡蛋”的内容,并以“先有鸡”作为标题,进行了不实报道。

韩国国内部分媒体也对此进行了报道。事实上,该研究小组使用英国超级计算机和Metadynamics(分子模拟算法),仅仅证明了在鸡的卵巢中有一种名为Ovocleidin-17(OC-17蛋白)的酶,这种酶可使鸡体内的碳酸钙结晶化,对蛋壳的形成具有催化作用。

但论文的作者们在论文中,并没有说明这给生命诞生的起源,或是给鸡的进化带来了怎样的启示。在缺乏正确信息和判断的情况下这种偶然事件经常发生。我在这里想说的,并不是对探究“先有鸡还是先有蛋”这一问题的求知欲。

一、病毒的产生

“先有鸡还是先有蛋?”作为宇宙和生命起源的争论,也作为从古至今延续数千年的未解之谜,是留给人们的二难推理主题之一。现在这个问题也经常用来比喻无法满足的前提条件,或是无法达成的某种结论。那么病毒到底是怎么产生的呢?

非典、甲流、中东呼吸综合征等等,这些我们一旦遗忘,就立刻又重新出现的新型病毒,经常引起韩国社会的热议,然后我就会被问到一个根本性的问题。“地球诞生后何时出现了病毒呢?”其实科学家们也不知道。

想要探寻这么久远的历史几乎是不可能的,甚至对于曾经主宰地球的恐龙是否真的携带病毒、是否死于病毒,我们都无法提供任何可靠的科学依据。证明病毒是如何出现在地球上的科学依据,至少到目前为止并不存在。但在人类所生存的世界里,在生命现象和环境条件中,我们一直在锲而不舍地寻找病毒起源的线索。

几年前,在韩国国立果川科学馆准备举行一场科普展,名为“想与人类共存:来自病毒的告白”。我曾为准备展览的负责人提供了必要的技术咨询。因为这个展览是为了向小学生们,科普微生物和传染病预防知识的,所以展览的负责人在思考,如何用一个简单的实验让小学生们也能了解细菌和病毒的差异。

那时我告诉他了一个实验方法,使用细菌过滤装置,来过滤细菌培养液和病毒培养液的溶液,这样就可以简单地用肉眼来看出细菌或病毒是否被过滤掉了。由于细菌无法通过细菌过滤器,因此过滤后的溶液里就看不到细菌的存在了。但是病毒在过滤后仍然会存在。

虽然这个实验只揭示了细菌和病毒大小的差异,但负责人认为,对于孩子们来说已经是很好的实验经历了。30多年前,当我第一次了解病毒时,病毒被定义为“寄生在活细胞中,且无法用细菌过滤器过滤的纳米粒子。”通常我们知道的大多数病毒,都比细菌要小。至少在我们的生活空间内,会给我们生活带来影响的病毒皆是如此。

它们平均比细菌小10倍左右。因此,即使是在今天的实验室里,也依然会用细菌过滤器来过滤病毒材料中的细菌。由于病毒是纳米粒子,所以如果不动用电子显微镜就无法用肉眼观察到它们。这是它们区别于普通细菌的特征之一。在当时我学习的时候,这是有关于病毒铁板钉钉的定论。

二、主角现身

年,当时现有的病毒理论逐渐被打破。法国科学家吉恩·米切尔研究小组发现了米米病毒,它是一种寄生于单细胞生物变形虫体内的巨大病毒。米米病毒的直径是最小的细菌支原体的两倍。如果我们使用实验室里的细菌过滤器,这种病毒会像普通细菌一样,无法通过细菌过滤器。

但目前我们所了解到的常识是,病毒可以通过细菌过滤器。实际上,这种病毒是11年前,在英国布拉德福镇一个冷却塔里栖息的变形虫体内发现的。当时发现米米病毒的研究人员排除了它是病毒的可能性,因为其粒径非常大,用普通显微镜就可以观察到。他们错误地认为这是一种革兰氏阳性菌,并将其命名为“布拉德福德球菌”。

吉恩·米切尔研究小组相继发现了寄生在史前时代变形虫里的巨大病毒。年4月,在智利拉斯克鲁斯海岸发现了智利巨型病毒;年,在智利的沿海沉积物和澳大利亚的湖水中发现了潘多拉病毒。此外,年和年,在西伯利亚的永冻层(约三万年前的新生代时期)中先后发现了阔口罐病毒和西伯利亚软体病毒。

所有这些巨大病毒的直径均在0.6微米以上,我们甚至不需要用电子显微镜,仅使用光学显微镜便可以观察它们。特别是在年发现的阔口罐病毒,最大的直径竟达到了1.5微米,成为了迄今为止已知最大的病毒。作为参考,H1N1病毒的平均直径仅有0.1纳米。

原始病毒和今天病毒一样,从寄生在单细胞生命体上的瞬间开始,他们栖息的时间限制在宿主存活的期间。如果宿主死了,病毒也就无法在其体内继续繁殖,因此必须转移到其他宿主个体中去。病毒要想通过宿主个体间的传染来维持病毒的生态系统,就必须由它们栖息的宿主形成一定规模的种群,并出现集群现象才能实现。

如今,在海洋里,每升海水中就有数十亿个病毒。如此巨大的病毒密集性,也意味着病毒栖息的宿主:细菌,也相当丰富。众所周知,地球生命体首次诞生的地方也是海洋。海洋中的原始细胞生命进化成了多细胞生命。在原始海洋的世界中,生命的密集性我们无从知晓。

但如果有病毒栖息在原始生命中,在不影响原始生命种群成长的前提下,病毒也可能具有足够的密集性。那病毒是何时开始把人类作为宿主的呢?万年前,在非洲的密林里,从人类与黑猩猩分化之前的共同祖先时期起,病毒就已经把人类作为栖息地定居了下来。

当时在密林地区,不仅是哺乳动物,连类人猿动物在生物学上也有很多种。因此,动物种间可能出现间歇性的病毒交换,也就发生了病毒从其他物种转移到人类的情况。只不过当时人类祖先的种群规模很小,病毒的流行受到了极大限制。

在人类少数的游牧群居生活期间,人们之间也几乎不会发生病毒的流行。致命的病毒会造成感染者死亡,或者即使生存下来也会获得一生的免疫力,因此,在少数人类群体赖以生存的游牧生活环境中,应该没有出现病毒流行的条件。

三、同生共存

在人类早期,能够在人类中生存的病毒,是不会给人类带来巨大威胁,且能长期与人类维持感染共生关系的。例如,疱疹病毒(单纯疱疹、带状疱疹等)、逆转录病毒(艾滋病等)、乳头瘤病毒(人类乳头瘤病毒)等,在早期人类群体中就已经存在了。

正如许多传染病学者所主张的那样,病毒在人类群体中开始扮演主角,估计距今已有一万到两万年。这个时期是人类抛弃游牧生活,定居世界各地,开始农耕生活的时期。这一时期,随着人类群体的定居,他们开始种植粮食,捕猎野生动物,进行家畜化。

随着食物的丰富和定居地区人口的增加,人类开始形成大规模的群体。耕作和家畜饲养使周围的各种昆虫、害虫和啮齿动物蜂拥而至。由于人口增长,人们之间不仅进行了密切接触,而且频繁地接触牲畜。环境上的巨大变化,为病毒的流行提供了恰到好处的条件。

在家畜化的阶段,从动物开始,病毒的流入开始增加,病毒开始在人群中流行。在这个时期,一种可能对人生命构成威胁的急性感染病毒,具备了流行的条件。这一时期出现的代表性病毒有天花病毒、麻疹病毒、引起小儿麻痹症的脊髓灰质炎病毒等。

天花被韩国人称为“Mama6”,是让人感到恐惧的对象。据推算,直到年人类宣布彻底消灭天花为止,全世界最多有5亿人死于天花。天花病毒至少在3,年至4,年前,在非洲东北部地区,骆驼家畜化的阶段,在与骆驼头疮病毒的同源病毒里分化产生。

约3,多年前,在古埃及法老拉美西斯五世的木乃伊上,就有因天花死亡的痕迹。不难看出,天花在很久以前就在人类群体中流行过。在韩国,天花从印度经过中国,在公元6世纪后的马韩时代进入韩国而被人们熟知,具有着最悠久的传染病历史。

引起小儿麻痹的脊髓灰质炎病毒也是如此。约公元前年,在埃及首都孟斐斯的壁画上,描绘了一位患有小儿麻痹的长老,我们也可以由此得知,病毒是在农耕定居时代传入人类群体的。从那以后,数千年岁月流逝。

在此期间随着人类文明的发展和人口的增加,许多流行病毒通过大规模战争、集体迁徙和开拓新世界等,已经流入人类群体,并逐渐扎根。特别是在这一过程中,一些病毒作为反派登场,周而复始地将人类的生存状况搞得乱七八糟。

引起流感的流感病毒就是其中的代表之一。西班牙流感于年出现,仅一年时间就夺去了最多5万人的生命。虽然西班牙流感是首次在科学上被确定为流感,但在此之前,欧洲也发生过很多因流感而出现严重问题的记录。

四、总结

在流感历史上,最严重的事件是西班牙流感。这些致命的流感病毒是野生鸟类所携带的,经过猪等动物作为传播媒介,以新的病毒形态出现,在人类群体中引起全球性流感。即使不是由全球性流感病毒引起的大规模流行。

在此时此刻,人类群体中循环的流感病毒也会以季节性流感的形态每年改变病毒的模样,在全世界流行并夺走数十万人的生命。也许如果不接种季节性流感疫苗,全球因季节性流感造成的损失还会更大。20世纪后半期以后最穷凶极恶的病毒很有可能是艾滋病病毒。

据悉,这种病毒是从非洲密林地区黑猩猩传入人类的,它不仅隐藏在免疫细胞中,而且随时更换衣壳,是一种非常狡猾的病毒。所以它与天花非常不同,疫苗的开发异常困难。从20世纪80年代至今,有超过7万人感染了艾滋病病毒,近4万人死亡。目前约有多万艾滋病病毒携带者。

该病毒出现的根据地:非洲撒哈拉沙漠以南地区的情况非常严重。艾滋病问题在非洲仍然迫在眉睫。尽管人类在拥有文明后不断地被无数的病毒折磨,但我们依然不知道这些肉眼看不见的东西到底是什么。仅仅知道它们具有传染性。毕竟我们真正知道病毒的存在,开始正确认识并处理病毒的时间不过多年。

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