“非典”時期話病毒

SARS，這場突如其來的瘟疫，讓國人初次相識了冠狀病毒，也對病毒倍加關注起來。說起病毒，其實每個人都不陌生，除了在人類流行的病毒引發的疾病外，小麥的叢矮病和黃矮病、煙草花葉病、豬瘟、雞瘟等等也都是病毒在造孽。事實上，人類的傳染病有75％是由病毒引起的。

那么，世界上到底有多少病毒呢?它們又是怎樣存活的呢?

如果一種病毒是部隊里的一名士兵的話，它的家族成員總數相當于一個旅

我們知道，在中學生物課本中，有兩個概念，一個是原核生物，一個是真核生物。前者包括細菌、藍藻、原始綠藻等沒有明顯細胞核結構的單細胞低等生物；后者是有多細胞結構的生命體，包括真菌、原生生物，以及人們熟悉的植物和動物，譬如蘑菇、松樹、水杉、老鼠、金絲猴、人等等。科學家將這兩大部類的生命體劃分為原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界5個界。那么，病毒是否也在其中呢?這要從人們認識病毒，以及人類戰勝病毒的歷史中才能更透徹地看消楚。

在人類真正認識和分離出病毒之前，當時的醫生將這類病列為不治之癥，中醫則認為是疫病(流行病)，并將其中的一類稱之為瘟疫(例如，此次的SARS)。

1676年，列文·虎克發明和制造了一個具有放大270-300倍的簡單光學顯微鏡。之后，他觀察了軟木塞的結構，提出了cell(小室)，也就是中文的“細胞”這一名詞。他還觀察了雨水、牙垢、污水等，發現了許多“小生命”。以后，由于更為先進的復式光學顯微鏡的出現，人類才得以了解更多的微生物。也正因此使得生物學研究進入細胞水平，從前所未有的精細層面更深入地揭示生命現象成為可能，使促進微生物與細胞學等新興學科得以發展有了可能。

以后，人們認識的微生物越來越多，并將其細分為細菌等類。細菌非常微小，常用微米為單位來測量其大小，一般要用中學實驗室中都配備的光學顯微鏡放大幾百倍甚至幾萬倍才能看見。細菌是有完整細胞結構的微小生命體。常見的球菌直徑在0．5-2微米。桿菌一般長1-5微米，寬0．5-1微米。1微米等于10-6米(1／100萬米)。

病毒的發現比細菌的發現晚得多。早在18世紀，英國醫生琴納發明了種牛痘的方法用于預防和治療天花，20世紀巴斯德用免疫方法對狂犬病進行了預防和治療，但他們都投有發現病毒，人類也沒能揭開病毒的神秘面紗。

1892年，俄國生物學家伊凡諾夫斯基間接證明了煙草斑紋病病毒的存在，首次分離出了病毒顆粒。由于他在實驗中采用了“細菌陶土過濾器”以便獲得“無菌的汁液”，結果卻發現仍能使煙草染病，因此人們稱這種微小生命體為“濾過性病毒”，簡稱“病毒”。1935年，煙草花葉病毒被分離出來，并且被純化為結晶。從此，人們才完全肯定，病毒和細菌完全不同：病毒能成為結晶，說明不是細胞；病毒能通過細菌過濾器，說明比細菌更小。以后，由于放大倍數大大高于光學顯微鏡的電子顯微鏡的出現，人們才算真正“看到了”病毒，才初識了病毒的“廬山真面目”。

目前，人類已經查清的病毒有4000多種，分屬于71科，11個亞科，164屬。“種”是生物學上的分類單位，也就是結構、特征、生存方式等都非常接近的一個類群。一個類群又“下轄”數量眾多的個體。這好比“種”是一個教學班，班里可能有10名同學，也可能有60名甚至更多的同學。如果我們把病毒的一個種暫且看成是一名士兵的話，那么它的家族成員的總數不亞于一個旅。如果按照病毒的個體計算或者進行考察，病毒在世界上就是“四海之內皆‘親戚”’，天涯海角無所不在了。這也就難怪有的科學家提出，在動物界、植物界等5界之外再加設一個病毒界，使整個生物界的分類體系由“五界說”改為“六界說”了。

那么，病毒有多大呢?這樣微小又極為簡單的生命體在自然界是如何生存與繁衍后代的呢?

病毒是體積微小、結構簡單、遺傳物質單一，并只能嚴格在敏感或細胞中復制的非細胞微生物

原來，衡量病毒的長度單位是納米，與當前媒體中常常出現的“納米技術”說到的計量單位相同。納米是10-9米(1／10億米)。換句話來說，如果把病毒放大到北京工人體育場那么大的倍數，它才相當于一根頭發絲的橫斷面那么大。這只是一個概念的一個方面。另一含義是，1微米等于1000納米。也就是說，把病毒放大1000倍，它才相當于細菌那么大。

由于病毒沒有細胞結構，不能單獨生存在大自然中，只能借助在細菌、真菌、動物、植物和人體內的細胞中才能存活。按照被侵染的生命體不同病毒分為細菌病毒、真菌病毒、植物病毒、動物病毒，以及侵染人類的病毒。

經過科學家們長期的研究，現在我們知道，病毒的大小不一。它們家族中的“大個子”，譬如皰疹病毒為120。200納米，痘病毒為300納米，絲狀病毒為80x13-2000納米。它們家族中的“小個子”，譬如微小DNA只有18—26納米，小核糖核酸為20-30納米，引發脊髓灰質炎的病毒和鼻病毒只有20-30納米。看到這里，有興趣的讀者可以計算一下它們之間的差距，也可以與細菌作一下比較。這次引發SARS流行的冠狀病毒，從公布的照片看，直徑約為60納米大小，而冠狀病毒科的病毒一般在80-160納米。在確定$ARS為冠狀病毒為一個新種的過程中，被排除的副粘病毒大小為100-300納米。

病毒不僅大小不一，形狀也各不相同。科學家發現，多數病毒的“體型”為球形和近似球形，少數為子彈形、磚塊形。專門侵染細菌的病毒——噬菌體為蝌蚪形，而植物病毒多為桿狀。冠狀病毒由于外層的突起(蛋白質)形如帝皇的王冠而得名。有報道說，冠狀病毒科已經發現的病毒有600多種，絕大多數侵染動物與家畜，如豬、雞、鼠、貓、家鴿、鴨、鳥、鰻等，但在人體內僅發現2種，而且在此之前均沒有在人群中引起流行病。

病毒雖然“體形”各異，但是構造并不復雜，位于中心的是DNA或RNA(二者之一)，包裹在其外面的是蛋白質“外套”。DNA或，RNA就是病毒的基因組，貯藏有病毒“生老病死”、“生長發育”等生命活動的全部信息。引發SARS的冠狀病毒只有RNA，包括我國在內的11個國家的13個實驗室的科學家已經破譯其基因序列，獲得了相應的遺傳信息。病毒的蛋白質“外套”約占到病毒總質量的70％。包裹在DNA或RNA病毒外面的蛋白質“外套”不僅是分類標志之一，也是引導病毒與被侵染組織或細胞相結合的重要物質。

那么，病毒又是怎樣侵染人類并帶來如此巨大的傷害呢?

一般來說，病毒的侵染過程包括吸附和穿入、脫殼、生物合成、裝配與釋放四個步驟

病毒的侵染是一個四步驟的連續過程，這里只是為了敘述的方便而人為進行劃分罷了。

吸附指的是病毒通過裹在DNA或RNA上的蛋白質“外套”與易感細胞接觸，進而讓DNA或RNA進入易感細胞的過程。這一過程實際上是病毒的感染過程。

我國人類基因組北方實驗室首席科學家楊煥明領導的實驗室，在SARS病毒全基因組的測序中發現，SARS病毒由一種相對穩定的特有蛋白質和另外5種蛋白質組成。特有蛋白質在SARS病毒中所占比例為2／3，是所有病毒都具有的維持其活性的基本蛋白質，變異性不大。但SARS病毒的S蛋白質和M蛋白質具有極強的變異性。這兩個蛋白質是幫助病毒進入人體細胞，使病毒與人體反應導致病變的第一關。

病毒進入易感細胞，先要脫去已經基本失去作用的蛋白質“外套”。這是由于蛋白質“外套”已經結合在易感細胞的壁或膜上了。

病毒的DNA或RNA一旦釋放到細胞中，便會肆無忌憚的利用細胞的“營養物質”來合成自己的新DNA或RNA，再由新的DNA或RNA合成新的蛋白質。“營養物質”包括構成DNA或RNA和蛋白質所必須的戊糖、堿基、氨基酸，以及能量等。有了這些基本“材料”，DNA或RNA就可以悄悄“偷著樂”了。不過，在合成新DNA或RNA中，常發生一些變異，而且變異率一般在10％左右。這是由病毒DNA或RNA構造的簡單及其特有的“生物本性”決定的。由這種有變異的DNA或RNA為模板“指導”合成的新蛋白質，也就與以前的蛋白質不同了。這就是SARS病毒的S和M蛋白質“具有極強的變異性”的“奧秘”，也是人們恐懼SARS的緣由之一。

之后，生成的DNA或RNA，以及新的蛋白質再組裝成新的病毒。新的病毒一旦生成，也就意味著被侵染細胞生命末日的來臨。新病毒從被侵染的細胞中破壁或膜而出，便會再去侵染其他的細胞。

這就是病毒侵染的一般過程，而且這一過程是極為短暫的。目前，SARS的具體侵染過程還沒有破解，也還在“煎熬”著全世界的科學家。香港中文大學的研究人員發現，SARS病毒可以在不到2周內因基因突變而產生另一變種；復制時出現的錯誤率較高，大約每復制1萬個堿基就會出現一個“錯誤”。

病毒如此微小，又屢屢向人類發起攻擊，難道地球上的“靈長類之最”就任其橫行不成?

其實，病毒并不可怕，人類已經戰勝過許多種病毒，SARS也是可以戰勝的

從病毒的一般生存條件可知，多數病毒耐冷不耐熱，在pH5~9范圍內穩定。因此，50-60℃30分鐘，或100℃數秒鐘，或強酸強堿條件下均可將其滅活。此外，x射線、叩射線和紫外線，脂溶劑中的乙醚、氯仿、陰離子去污劑等，化學消毒劑中的苯酚、甲醇、乙醇、碘及碘化物等，也可使多數病毒滅活。引發SARS的冠狀病毒也不例外。它適宜生存的pH值為7．2(弱堿)，采用我們已經知道的一些措施，只要注意防護到位以及持之以恒，是完全可以將其拒之門外的。

研究還顯示，能引發人類流感的病毒有150—160種。已知的冠狀病毒、流感病毒、鼻病毒都是能引起上呼吸道感染的病毒，大部分都有“自限性”。也就是說，大多數病毒會由于結構簡單、原始、必須依賴細胞才能存活，以及自身容易發生變異等“本性”，使所引發的疾病表現出在病程等方面受到一定的限定。再說，按照WHO專家確認的SARS病毒侵染機制，SARS病毒會利用病人免疫系統的過度反應來借刀殺人。這就是說，在采用相應的治療手段的基礎上，只要人體的免疫機制“反應”正常了，SARS病人也就到了快出院的時候了。

再有，人類已經戰勝過眾多病毒引發的傳染病，積累了豐富的防治經驗，因此人類戰勝病毒及其引發的傳染病并不是天方夜談。醫學研究和人類戰勝各種病毒引發的傳染病的歷史還表明，染病的人一旦痊愈就會產生一種抗體，人們也可以利用先進的科學技術研制出相應的疫苗加以預防。目前，只有艾滋病尚屬特例，因為艾滋病病毒破壞的是人的免疫系統與機制。不過，防治艾滋病的疫苗的研制成功與引用也只是時間上的差異了。艾滋病尚且如此，SARS又能奈何得人類嗎?必定“知識就是力量”!

(責編 付建平)