人造病毒怎么造？它安全嗎？

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病毒是一種古老的微小非細(xì)胞生物，在世界上還沒(méi)有人類的時(shí)候，病毒就已經(jīng)存在。病毒在歷史上曾對(duì)人類造成了無(wú)數(shù)次重大傷害，人類與病毒的斗爭(zhēng)從未停歇。

今天，我們雖然還不能徹底戰(zhàn)勝病毒，但已逐漸摸索到了病毒的特性，開(kāi)始用各種手段阻止病毒的侵害，并且科學(xué)家已經(jīng)初步具備制造人造病毒的能力。

逆向遺傳技術(shù)合成病毒

人造病毒可以分為合成病毒和重組病毒兩類，如果你對(duì)這兩個(gè)詞語(yǔ)感到陌生，那將病毒替換成DNA也許你會(huì)熟悉一些。近年來(lái)，DNA的合成和重組已不是新鮮事，而人造病毒本質(zhì)上就是制造一些新的病毒DNA（或RNA）。

發(fā)生于1918年的“西班牙大流感”，當(dāng)時(shí)席卷了整個(gè)世界，在一年半的時(shí)間里，造成了數(shù)千萬(wàn)人死亡。但這個(gè)“死神”在收割了這么多人的生命后就藏了起來(lái)，人們并沒(méi)有看到它的長(zhǎng)相，也不知道它到底是誰(shuí)。

直到1933年，英國(guó)科學(xué)家才分離出第一個(gè)人類流感病毒，并命名為H1N1，從此人們才知道流行性感冒是由流感病毒造成的。

2002年10月，美國(guó)國(guó)防病理中心與紐約西奈山醫(yī)學(xué)院的微生物學(xué)家合作，開(kāi)始嘗試重建病毒。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他們成功制造了一種含有兩個(gè)“1918病毒”基因的病毒。2005年10月5日，研究人員宣布“1918病毒”的基因序列已經(jīng)被重組。

病毒是如何被重建的

以流感病毒為例，它由RNA與蛋白質(zhì)構(gòu)成，遺傳物質(zhì)是RNA。RNA在逆轉(zhuǎn)錄酶（RNA的DNA聚合酶）的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榛パa(bǔ)DNA（cDNA），新合成的cDNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。研究人員從當(dāng)年病人的尸體中提取了病毒的cDNA，采用逆向遺傳技術(shù)，用逆轉(zhuǎn)錄酶識(shí)別cDNA，并根據(jù)它的序列合成了對(duì)應(yīng)的RNA，得到的RNA片段與1933年英國(guó)科學(xué)家分離出的流感病毒的RNA非常相似。

利用人工合成的RNA，科學(xué)家終于重建了“西班牙大流感”的病毒。

通過(guò)提取或合成病毒的cDNA來(lái)重新合成RNA病毒，是第一種制造人造病毒的方法。許多科學(xué)家用這種方法合成了多種病毒，比如脊髓灰質(zhì)炎病毒。2002年，美國(guó)紐約州立大學(xué)的生物學(xué)家切洛用這種方法合成了一種毒性更低的脊髓灰質(zhì)炎病毒。這種病毒可以作為疫苗使人體產(chǎn)生抗體，降低了該病的發(fā)病率。

基因編輯改造病毒

與合成病毒相比，用基因編輯的方法改造天然病毒，是一種更有針對(duì)性也更簡(jiǎn)單的方法，可以制造出感染對(duì)象、感染性和致病性等都不同的新型病毒。

許多常見(jiàn)的病毒都有“孿生兄弟”，它們彼此之間很相似，但是可能僅僅是一段或幾段氨基酸的不同就決定了它們的“眼光”不一樣。比如皰疹病毒，是一種只“青睞”人類的病毒，不會(huì)感染其他動(dòng)物。這樣，科學(xué)家就不能用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找治療藥物，但通過(guò)改造它的一些蛋白質(zhì)，可以讓它獲得感染動(dòng)物的能力。

葡萄牙醫(yī)藥分子研究所的佩德羅·西馬斯博士運(yùn)用基因編輯方法，將皰疹病毒中與人體細(xì)胞結(jié)合的蛋白質(zhì)改造成另一種只能與小鼠細(xì)胞結(jié)合的蛋白質(zhì)，改造后的皰疹病毒就只“青睞”小鼠，而不會(huì)再感染人類。

科學(xué)研究的危險(xiǎn)游戲

知道了制造人造病毒的方法，你可能會(huì)想，雖然我們最開(kāi)始制造病毒是為了找到它的原型并尋找對(duì)抗它的方法，但是如果制造出的是一種我們從未見(jiàn)過(guò)或已經(jīng)打敗的病毒，我們對(duì)它沒(méi)有絲毫的免疫力，這不是太可怕了嗎？

1979年，世界衛(wèi)生組織宣布，通過(guò)接種天花疫苗，人類徹底戰(zhàn)勝了天花這一疾病，自然界已不存在天花病毒。此后我們也不再接種天花疫苗了，這也意味著人類對(duì)天花病毒不再具有免疫力。

可是2017年，加拿大艾伯特大學(xué)的一個(gè)研究小組宣稱，他們合成了一種與天花病毒同源的馬痘病毒。雖然這個(gè)病毒同樣是作為疫苗使用的，它可以讓小鼠獲得抵抗水痘病毒的免疫力;但是，就連研究小組成員都承認(rèn)它具有風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)楫?dāng)它被使用到人體中時(shí)，誰(shuí)也不知道會(huì)不會(huì)使人們患上新型天花，再次出現(xiàn)尸殍遍野的慘象。

2003年，曾在全球傳播的SARS病毒具有多種“孿生兄弟”。2016年，美國(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)的病理學(xué)家維埃特·梅納雷在小鼠體內(nèi)找到一種SARS的“孿生兄弟”，它本身不感染人體。但梅納雷在這種病毒的基因組中加入了編碼SARS與人體細(xì)胞結(jié)合的蛋白質(zhì)的基因，制造了一種被稱為SHC014的重組病毒，使它獲得了感染人體的能力，人體細(xì)胞對(duì)它完全沒(méi)有免疫力。

人造病毒與P4實(shí)驗(yàn)室

可以想見(jiàn)，如果人造病毒從實(shí)驗(yàn)室中“跑”出來(lái)，將掀起一場(chǎng)多么可怕的災(zāi)難。那么，人造病毒會(huì)“跑”出來(lái)嗎？

為了治療疾病，我們必須研究病毒，但是因?yàn)椴《揪哂袀魅拘院椭虏⌒裕覀儾荒茉谄胀ǖ膶?shí)驗(yàn)室里研究，只能在生物安全等級(jí)最高的P4實(shí)驗(yàn)室中研究。

生物安全實(shí)驗(yàn)室是有等級(jí)劃分的，按照研究對(duì)象的危險(xiǎn)程度分為四類：BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-4。BSL是指Biosafety Level，即生物安全等級(jí)，等級(jí)越高，意味著防護(hù)級(jí)別越高，就能研究具有更大傳染性和危害性的病原體。不同級(jí)別的實(shí)驗(yàn)室需要不同級(jí)別的保護(hù)，根據(jù)各級(jí)實(shí)驗(yàn)室的安全設(shè)備和個(gè)體防護(hù)注意事項(xiàng)又分為P1、P2、P3、P4（P代表英文Protection，防衛(wèi)和防護(hù)的意思）。

研究人員進(jìn)入P4實(shí)驗(yàn)室就像進(jìn)入ICU一樣要全副武裝，穿上一套像宇航服一樣的防護(hù)服，身體的各個(gè)部位都被封鎖在里面，在衣服里充入高壓氣體防護(hù)層，還要在出入時(shí)噴灑化學(xué)藥水消毒。

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部有呼吸管，它們與防護(hù)服相連，向科研人員輸送潔凈的空氣，研究人員在防護(hù)服內(nèi)進(jìn)行呼吸，完全隔絕外界空氣。實(shí)驗(yàn)室的廢氣和廢液需要經(jīng)過(guò)兩級(jí)高效過(guò)濾器處理才能排放，感染性材料和被污染的器具等固體污染物要經(jīng)過(guò)高壓蒸汽滅菌處理，再運(yùn)到專業(yè)醫(yī)療廢棄物公司做無(wú)害化焚燒處理。在這樣的嚴(yán)防死守下，病毒基本沒(méi)有“逃離”的可能性。

人造病毒會(huì)成為生物武器嗎

排除了無(wú)意逃離的可能，會(huì)不會(huì)有“瘋狂科學(xué)家”故意釋放病毒做人體實(shí)驗(yàn)，或者某些國(guó)家用人造病毒作為生物武器呢？目前來(lái)看，這種可能性也不大。雖然許多國(guó)家和科學(xué)家都具備制造人造病毒的能力，但是還不具備制造針對(duì)某些人種或某一類人的病毒的能力，也就無(wú)法控制制造出的病毒的傳染性和殺傷力。

其實(shí)，在人類種群中，不同人種的基因組僅有不到0.01%的差異，再加上不同人種間常常通婚，使得人種之間的基因差距更小;而且病毒的遺傳物質(zhì)很小也很不穩(wěn)定，發(fā)生突變的速度比人類快得多。在這樣的情況下，如何保證設(shè)計(jì)出的病毒能僅針對(duì)某些種族或人群呢？在此情況下，如果仍有人堅(jiān)持制造“人種滅絕病毒”，他們必將自食惡果。