病毒家族那些事

胡犇 石正麗

病毒，是我們熟悉而又陌生的一類小生命。雖然新冠病毒是個不速之客，而病毒卻是人類生活中的常客，一個人的一生中可能會感染上百種病毒。然而除了專門從事病毒學研究的科研人員，幾乎沒有人真正見識過病毒本尊。那么病毒到底是什么？它和另一種肉眼看不見的生物——細菌相比，又有哪些區別呢？接下來就讓我們探訪這個既陌生又熟悉的生物——病毒。

病毒只有在遇到合適的宿主細胞時才會表現出生命特征

我們是小小寄生者

我們是身形極其微小的微生物。和細菌家族比起來，我們要迷你得多，通常都以納米為單位，比細菌小了幾個數量級。觀察細菌的光學顯微鏡根本看不到我們，只能用放大倍數達到上萬倍的電子顯微鏡才能窺見我們的容貌。除了小以外，我們的身體構造也非常簡單，僅由蛋白質外殼和內部包裹的核酸組成，不像細菌等其它微生物那樣具有細胞核、細胞器等細胞結構。更重要的是，我們是嚴格的細胞內寄生生物。我們想要維持生命，必須依賴被我們所感染的宿主細胞系統，只有在宿主細胞這個“大房子”里，我們才有足夠的“食物”生存和繁衍。一旦離開宿主細胞，我們即使可以繼續存活一段時間，也無法維持正常的生命活動。相比之下，細菌離開了宿主也可以獨立生存。在實驗室里，科學家們用含有營養物質的培養基就可以培養細菌，但是如果要培養我們，那就需要用細胞或者實驗動物來培養。概括而言，我們是微觀世界里的一種奇特的非細胞生物，本質上是含有蛋白質和核酸的生物大分子，而在遇到合適的宿主細胞時我們會蘇醒，表現出生命特征并茁壯成長。

我的七大姑八大姨

我們這個大家庭和動植物王國一樣，豐富多樣，種類紛繁。大體上講，可以把這個大家族按照感染宿主的類型，分為人類病毒、動物病毒、植物病毒、細菌病毒（噬菌體）等。不同的病毒通常都有與之相對應的宿主。例如，植物病毒只能感染植物而不會感染動物。感染魚類等低等脊椎動物的病毒一般不會感染哺乳動物等高等脊椎動物。由于人類其實是高等動物中的一種，因此一些病毒既可以感染動物，也可以感染人，比如狂犬病毒。

從更加專業的角度來看，病毒學家又根據不同病毒家族的生物學特性和進化上的親緣關系，將病毒家族按照目、科、屬、種等分類學等級進行了科學、系統的劃分。目前已知的病毒超過140個科，每一個病毒科又可以依次被劃分為若干個病毒屬和病毒種。即使是同一個種里面，還包括有多個不同的病毒。如果說病毒科是由一些特征相似的病毒組成的大家族，那么病毒種就好比是大家族內部親緣關系更近的成員組成的小家庭。

我們的多樣性還表現在形態上。一般來說，我的近親家屬們（同一個科的病毒）往往具有相似的外形。如果不是同一家族，就會長得風格迥異，各式各樣。例如冠狀病毒呈球形，看上去像一頂王冠;狂犬病毒屬于彈狀病毒科，形似一顆子彈;埃博拉病毒體態纖細，有如中國古代的“如意”。T4噬菌體造型科幻，形似仿生蜘蛛機器人。

冠狀病毒主要通過呼吸道入侵，類似的還有流感病毒

我們是如何在人體內“調皮搗蛋”的

傳染病是人類健康面臨的主要威脅之一，其中大部分的傳染病是我們的“杰作”。在侵犯人體的時候我們往往會采取不同的“進攻方式”。冠狀病毒們和流感病毒們主要通過呼吸道入侵;輪狀病毒、諾如病毒則是通過消化道侵入的病原體，也就是俗稱的“病從口入”;而乙腦、登革病毒等蟲媒病毒在蚊蟲叮咬的時候會潛入人類身體里;被狗咬傷、抓傷后的破損皮膚粘膜則是狂犬病毒“進攻”人體的必經之路。

病毒入侵宿主的途徑和病毒的傳播方式密切相關。一般來說，經呼吸道傳播的病毒傳播能力更強，打噴嚏甚至是講話排出的空氣飛沫中就可能含有病毒。不同的病毒在侵入人體之后會感染不同的組織器官，導致不一樣的疾病。新冠病毒以呼吸系統為主要的靶器官，造成咳嗽、肺炎等呼吸道疾病，嚴重的會出現呼吸困難。有的病毒主要感染胃腸道、肝臟等消化器官，引起拉肚子、肝炎等消化系統疾病。狂犬病毒侵噬的是神經系統，而狡猾的艾滋病毒攻擊的則是人的免疫系統，造成病人免疫功能缺陷。烈性病毒比如埃博拉病毒，人感染后會出現嚴重的出血熱，是最可怕的病毒病。我們在認識一種病毒時會將致病性作為它的重要屬性。很多常見病毒都是低致病性的病毒，比如普通的感冒病毒，感冒后幾天就能自然痊愈，但高致病性的病毒卻可能要人的命。

我們的克星，抗病衛士——疫苗

如果一個人患的是病毒感染引起的疾病，吃抗生素（也就是常說的消炎藥）是不管用的。抗生素治療的是細菌，面對病毒它束手無策。治療病毒病，需要專門的抗病毒藥物。每一種抗病毒藥物都有它特定的靶點，針對病毒在入侵細胞、復制等各個感染環節進行定向擊破，進而阻斷病毒在人體內的增殖。

另一種能幫助抵抗病毒的衛士是疫苗。相比感染病毒之后服藥這種被動還擊的方式，疫苗則是一種主動防御的策略，是預防病毒成功的手段之一。疫苗本質上是含有病毒某些成分的一種生物制品。相比真正的活病毒，滅活疫苗喪失了毒力，減毒疫苗削弱了毒力。當疫苗進入機體之后，帶有的病毒抗原成分可以激發免疫系統產生特定的針對病毒的抗體。當真正遇到病毒來犯的時候，抗體就會快速迎戰，保護人類免受病毒感染導致的疾病。

狂犬病毒內部結構圖

現代疫苗已走過了百余年的發展歷程，人類成功研制了抵御幾十種病毒和細菌性傳染病的疫苗。第一個滅絕的人類傳染病——天花病毒之所以能被徹底消滅，疫苗功不可沒。狂犬病毒的致死率達到100%，但只要及時接種疫苗，就可以把人從死神那里奪回來。中國從20世紀70年代起就制定了全民性的特別是針對少年兒童的免疫接種計劃，接種疫苗的范疇也在不斷更新擴大，脊髓灰質炎、麻疹、乙肝、腮腺炎等病毒的疫苗都得到了廣泛接種，大大減少了國民感染病毒患病的風險。疫苗為防治疾病、保護人民健康做出了巨大的貢獻。

拒絕消費野生動物消滅病毒源頭

全球每一兩年都會有至少一種新發、突發病毒性傳染病暴發。并且這些新發傳染病中病毒“大多數”的來源都與動物有關。

野生動物消費是多起新發病毒暴發的直接原因。在捕獵、馴養、交易和食用攜帶病毒動物的過程中，病毒實現了從動物宿主到人類的跨種傳播。以SARS為例，SARS的源頭在蝙蝠，但如果沒有濫食野生動物的消費行為，“蝙蝠-果子貍-人”的傳播鏈就不會形成。野生動物雖然攜帶病毒，但并不是疾病的元兇，愛吃野味的人和由此催生的野味交易才是真正的罪魁禍首。另一方面，野生動物生存環境遭受破壞也是新發病毒出現的原因之一。人類活動范圍加速擴張，不斷地滲透到野生動物棲息地里，人和動物之間原有的生態屏障被破壞，人類暴露于病毒野生動物宿主的風險升高，讓病毒家族搭乘上了向人類傳播的便車。此外，現代社會經濟發展造成了生態環境的改變，也可能激發了鼠類、蚊蟲等病媒動物的繁殖和活動能力，成為病毒傳染病的催化劑。

由不同動物傳播的新發病毒

相比疫情發生后的被動迎戰，根本的疾病預防策略是從病毒的源頭做起，把火苗撲滅在起點。具體來說就是減少和病源動物的接觸，杜絕野生動物消費，盡量避免對野生動物棲息環境的侵擾和破壞。另外，在病毒露出鋒芒之前，人類可以針對蝙蝠、野鳥、蚊蟲等重要的病毒宿主動物和傳播媒介，主動地進行病毒監測，發現、搜尋可能會引發人類疾病的病毒。在病毒找到人類之前先找到它們，從源頭進行疾病防控。

人類和病毒的抗爭從古到今一直存在。病毒在這個星球上存在的時間要比人類久遠得多，它是大自然生物圈里一塊重要的組成部分。人類未來還會不可避免地和各種病毒狹路相逢，和病毒的博弈會一直持續下去。病毒時常令人生畏，但我們也大可不必把它視為妖魔鬼怪。因為病毒是自然的產物，而科學可以教會我們如何與自然相處。科學技術也將為我們的健康保駕護航。

（責任編輯 / 陳天昊? 美術編輯 / 李子夜）