病毒从动物转移到人类身上,会发生什么?

  • 时间:
  • 浏览:144
  • 来源:世界杯买球盘口网址app
一种病毒是否能够在差别宿主间转移,主要取决于三个因素:第一是两个宿主的亲近关系;第二点是病毒自身的变异;第三点是有一个合适的情况让做好了准备的病毒能够完成这这种转移。我们可以通过改变一些情况因素去降低病毒向人类转移的速度,好比不要让那么多的野生哺乳动物泛起在农贸市场。

pixabay.com

撰文 | 商 周

责编 | 陈晓雪

● ● ●

病毒和宿主:两个差别的生命世界

如果把世上的物种比作树叶,根据它们之间的关系摆设一棵树上,那么我们大致可以获得一棵这样的 “进化树”。

这棵进化树有三个主要的枝桠:右边谁人枝桠是真核生物,左边谁人枝桠是种种细菌,而位于中间的是古菌家族。细菌和古菌都是原核生物,但它们有着显着的差别。详细地说,古菌是一种介于细菌和真核生物之间的生命,它兼有两者的一些特点。

那么病毒呢?病毒在进化树上的哪个位置?

病毒不是完整的生命,它无法独自繁殖,必须进入细胞并使用宿主细胞的资源才气繁衍子女。病毒既不是原核生物,更不属于真核生物,所以从这个意义上来说,病毒在上面的进化树上并没有位置。

但因为病毒必须依靠宿主细胞才气生存,每一种生物(包罗细菌、古菌、真核生物)都可能成为病毒的宿主。从这个意义上来说,病毒又在这棵进化树上有自己的位置:它们藏在树上的每一片树叶里。

换句话说,我们可以大致这样明白病毒和宿主的关系:病毒的宿主(细菌、古菌、真核生物)组成了一个多姿多彩的生命世界,这个世界里的生命都可以独立繁衍;而林林总总的病毒则组成了另外一个生命的世界,它们必须依赖宿主才气生存。

宿主和病毒两个生命的世界可以做这样一个比喻:宿主是有房一族,凭据屋子的形态可以把这个世界分成几大类:窑洞、茅草房、楼房、别墅;而病毒没有自己的屋子,只能住在别人家里。

病毒从那里来,又将去那里?

既然连独自繁殖子女的能力都没有,病毒又是如何进化出来的呢?

通太过析基因,我们可以找到许多生命的起源。好比人和猩猩有着配合生活在约莫一千多万年前的祖先。我们细胞里有着自己的基因的线粒体,通太过析我们知道它们泉源于远古时期寄生在真核细胞里的原核细胞。

但病毒的起源,通太过析基因的方法却找不到一个确定的谜底。一是因为病毒的基因变化太快,倒霉于我们去追溯它们的源头;二是因为病毒的基因和宿主的基因纷歧样,很难判定它们和宿主在进化上的关系。

所以,关于病毒的起源,到现在科学界也没有给出一个确定的谜底,只是有几种可能的推测 [1]。

第一种假设是先有了病毒。认为病毒比宿主先泛起,因为它们的泛起所需要的条件更为简朴。但这种假设有一个地方难以自圆其说:在没有宿主的情况下,病毒如何能生存?

第二种假设认为病毒是由原本寄生在大细胞的里的小细胞退化而成的。但这个假设也有解释不通的地方,就是病毒和现有的一些寄生在细胞里的工具完全不像。

第三种假设是说病毒可能原来是宿主的一部门。说它是从宿主细胞里逃离出去的工具,有点像是 “人身上掉下去的一块肉” 的意思。但这个通俗易懂的假设也遇到了贫苦,就是病毒和宿主细胞的身分差异太大,不太可能是宿主细胞身上掉下去的“一块肉”。

上面三个关于病毒起源的经典假设独占一定原理,但也各自存在重要的缺陷。所以迩来一些病毒学家又提出了一些新的假设,包罗 “病毒-宿主配合进化” 假设和 “嵌合起源假设”,虽然显得更合理一些,但也同样没有获得一致的认可 [2]。

不外对黎民来说,病毒怎么来的不重要,完全可以交给科学家逐步去琢磨。公共越发体贴的是病毒的未来:它们会消失吗?

相比于在病毒起源上的不确定,病毒的未来这个问题的谜底很是清晰:病毒作为一个整体将永远陪同宿主细胞存在,虽然单个品种的病毒会不停消亡。

病毒作为一个整体不会消亡,这个事实可能会让人感应沮丧,因为这意味着我们还将面临更多的病毒的威胁。继大家熟悉的天花、狂犬病、乙肝、麻疹、艾滋病、猪流感、SARS、新冠肺炎之后,我们还将会迎来一系列新的病毒性感染病。

病毒对宿主有用吗?

面临这源源不停的病毒性感染病,有人可能会问:既然病毒必须要靠宿主细胞才气生存繁衍,为什么还要让人得病甚至死亡呢?宿主死了,那它们不也完蛋了吗,这样的进化没有原理啊?

这是一个好问题,当把生物学问题上升到进化层面,不仅容易从本质上去思考,而且能够资助寻找到问题的真正谜底。

简直,病毒给我们带来了一系列的疾病,而且病毒需要依靠宿主才气生存。所以,作为一个合理的进化效果。病毒应该和它们的宿主宁静共处,至少对宿主无害,最好对宿主有益才好。

事实的真相是:大多数病毒简直对宿主无害、甚至有益,只有少数的病毒才会让宿主得病[3]。

这个事实可能会让读者受惊,因为大家耳熟能详的病毒都是那些污名昭著的家伙:天花病毒、艾滋病毒、SARS病毒……。

之所以病毒会给人以 “坏蛋” 的印象,是因为只有能让我们得病的病毒才会引起我们的注意,科学家研究病毒的时候,也大多数集中到了那些致病的病毒身上。

如果把病毒根据它们和宿主的关系来分类,大致可以分成下面三类。

第一类是对宿主有害。这一类病毒大家都知道,就是让我们得病的那些家伙。

第二类是对宿主无害。举个例子,在90%以上的人的口腔里存在的罗斯洛韦病毒 (Roseoloviruses ) 就属于这一种,这些病毒平静地生活在人身上,一般不会让人得病(少少数情况破例),病毒中大多数都属于这种类型。

第三类是对宿主有利。一个例子是C亚型的GB病毒,它不仅不会让我们得临床症状,反而能资助我们反抗其它病毒(好比艾滋病毒)的熏染。

病毒对宿主有利还可以有另外一种更重要形式,就是不停地把基因融合到宿主的基因组里。就像上面提到过的,病毒的基因宿主一般没有,而且病毒的基因变异很快,所以从病毒身上源源不停地获得基因对宿主的进化来说很是有用。就似乎宿主需要建房,病毒能够为之不停地提供稀有的建材。

还是拿人来举例子吧,我们的基因组上有约莫8%的序列泉源于病毒 [4],这都是在漫长的进化历程中向病毒 “借” 来的。在这8%的序列所编码的基因里,最有名的例子就是合体素(syncytin)基因,它原本就是病毒的包膜(env)基因 [5]。不仅是人类,哺乳动物独占合体素基因,而且也都是从病毒那里借来的 [6]。合体素在胎盘的形成历程中起到了至关重要的作用,如果没有这个从病毒那里借来的基因,就不会有胎盘的形成,也因此就不会有哺乳动物的降生。

人是哺乳动物,猴子猩猩、猪马牛羊、老鼠兔子、海豚鲸鱼全都是哺乳动物。这些动物能够泛起,都应该谢谢病毒的 “慷慨”。

如果病毒会说话,它们可能会这么对人类说:“哼,你们另有资格诉苦!”

依然有病毒会让我们得病,怎么办?

虽然病毒对我们简直孝敬大于害处,但孝敬归孝敬,害处归害处,我们还是要问:“为什么还是会不停有病毒让我们得病?”

我们再仔细看一下那些 “坏蛋” 病毒,也就是那些让我们得病严重甚至死亡的家伙:天花病毒、艾滋病毒、埃博拉病毒、SARS病毒、新冠肺炎病毒……

我们可以发现一个纪律,大多数致病性的病毒都是刚从动物身上转到人身上不久的新病毒。这并不是说从动物那里转移来的病毒都市让人得病,而是其中容易让人得病(尤其是致死)的病毒很快就被发现;致病性不强的病毒,被人类发现就会晚得多;至于那些不会让人得病的病毒,发现得会更晚一些,甚至还没有被发现。

在生命的进化树上,人类这片树叶泛起得很晚,或许相当于一篇刚冒出不久的树叶。所以,从某种意义上来说,熏染人类病毒都是在差别时期从其它动物那里转移过来的。

那么,当一种病毒从动物身上转移到人的身上,将会发生什么呢?

如果这些病毒对人无害或者有益,毫无疑问,它们可以和人类宁静相处。这些病毒一般都在人体细胞里处于潜伏状态,人体的免疫系统一般不会对它们举行攻击,就像上面说的罗斯洛韦病毒和C亚型的GB病毒那样。

如果这些病毒对人有害,也就是能让人泛起疾病,那就要分情况了。首先只要病毒对我们的身体有害,我们的免疫系统就要对它们开展围剿。所以作为病毒,如果要继续在人群里继续生存下去,它可能会有差别的计谋。

当病毒斗不外人类的免疫系统,那么一些病毒的计谋是在人的身体的某处潜伏起来,一个例子就是单纯疱疹病毒,它们可以躲到免疫系统攻击不到的神经细胞里去。另有一些病毒的计谋是让自己有较强的感染力或变异力,这样纵然在个体里被消灭,也依旧能在人群之间不停地感染,这一类的代表是伤风病毒和流感病毒。

真正让人感应贫苦的是那些有能力和人类免疫系统决一死战的病毒,好比历史上杀人无数的天花病毒、可以摧毁我们免疫系统的艾滋病毒、导致急性肺炎和近10%病死率的SARS病毒等。一开始,这些病毒会导致疫情,让人得病和部门死亡。然后这些病毒会发生变异,人类对这种病毒的反抗也会发生变化,从而开始病毒和人类的配合进化历程。

但这种配合进化的效果欠好预料。可能像天花病毒一样,在人群里流传了很长时间(几千年,也有说是几百年)后依然保持了很强的致病性,在人类历史上造成大巨细小的疫情,直到疫苗的泛起才被消灭;也有可能像SARS病毒一样,在人类的严加防控下归隐山林;另有可能它们的毒性会随着时间削弱,从而能够和人类宁静共存。

不仅这些病毒和人类配合进化的效果难以预料,而且我们也同样很难阻挡病毒从动物向人类转移的脚步。

病毒在差别宿主间的转移,是病毒这个生命进化的一部门。它在已往发生了,现在也正在举行,而且还将继续下去。作为人类,我们不仅不能阻止动物病毒向人类进军,也不能预测这种进军何时发生、以及是否会给人带来瘟疫。

但我们或许知道病毒为什么会转移。

通常来说,病毒熏染它们各自的宿主。一种病毒是否能够在差别宿主间转移,主要取决于三个因素:第一是两个宿主的亲近关系,一般来说关系越近可能性越大,也是因为这一点,人类的病毒大多是从同是哺乳类的那些动物那里过来的;第二点是病毒自身的变异,当这些变异让它们变得能够在新的宿主细胞里生存的时候,它们就做好了准备伺机而动;第三点是有一个合适的情况让做好了准备的病毒能够完成这这种转移,不幸的是现代的人类社会为病毒的转移提供了更好的情况,好比麋集的人口、变化的气候、另有人类对野生动物空间的侵犯和挤占。

在上面三点里,我们对前两点无能为力。唯一能努力改变一些的,就是第三点。

通过改变一些情况因素去降低病毒向人类转移的速度,好比不要让那么多的野生哺乳动物泛起在农贸市场。

幸运的是,我们还可以去做的是从科学的角度去相识病毒,并做出相应的对策。好比对应一些变异得相对缓慢的病毒(好比一些DNA病毒,乙肝、天花病毒等),我们可以开发疫苗,疫苗的普及可以让这些病毒消亡。对于那些变异较快的病毒(好比RNA病毒,艾滋病毒、SARS病毒等),开发疫苗的难度要大的多,因为它们的变化可能会让疫苗无效;但我们依然可以去接纳药物去治疗病毒性的疾病,好比接纳抗病毒的药物,另有调治免疫反映的药物。

虽然从生物学上来看人类和其它物种并没有崎岖,但智慧让我们与众差别。使用日益增多的科学知识,开发针对致病性病毒的药物和疫苗,这就是人类反抗这些病毒的保障。

参考文献:

1.Nasir et al. Mobile Genetic Elements. 2 (5): 247–252.

2.Krupovic ey al. Nature Reviews Microbiology. 17 (7): 449–458.

3. Roossinck et al. Nat Rev Microbiol. 2011 Feb;9(2):99-108.

4. Lander et al. Nature (2001) 412:860–921.

5. Blond et al. J. Virol. 74:3321-3329.

6. Malik et al. PNAS February 14, 2012 109 (7) 2184-2185.

制版编辑 | 皮皮鱼