講到病毒,就會讓人聯(lián)想到許多令人感到無奈的疾病,如埃博拉出血熱、艾滋病、禽流感等。還有更陰險的病毒,感染后會病變成為腫瘤!那么,病毒能不能給人類提供幫助呢?
傳遞遺傳物質(zhì)
病毒載體是分子生物學(xué)研究中的一種常用工具,利用病毒的外殼,科學(xué)家可以把遺傳物質(zhì)裝在里面送入到細(xì)胞內(nèi)。這樣做的好處是:由于病毒有很強(qiáng)的特異性,只能進(jìn)入特定的細(xì)胞,病毒外殼扮演的就是快遞包裹的外包裝和收發(fā)信息,保證遺傳物質(zhì)安全無誤地送達(dá)。
病毒載體可用于生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究,也可用于基因治療—就是把正常的基因轉(zhuǎn)入到基因有缺陷的病人體內(nèi),使遺傳病痊愈。病毒載體也可以用于疫苗。
病毒載體不是天然的病毒,可以把它們理解為一類“人工病毒”:天然病毒的殼,攜帶著部分人工甚至全部人工的“芯”。最常見的病毒載體可以使用慢病毒、反轉(zhuǎn)錄病毒、腺病毒或腺伴隨病毒的殼,分別稱為慢病毒載體、反轉(zhuǎn)錄病毒載體、腺病毒載體等。
遺傳物質(zhì)“芯”是怎么裝進(jìn)去的?
這個過程比較復(fù)雜而專業(yè),主要就是用人工方式模擬天然的病毒復(fù)制過程,讓宿主細(xì)胞分別生產(chǎn)病毒的天然外殼和想要包裝的遺傳物質(zhì),并用外殼包裹這些遺傳物質(zhì)。
病毒的結(jié)構(gòu)非常簡單,通常是由兩部分組成:蛋白質(zhì)外殼和其中的遺傳物質(zhì)——核酸。有的病毒,在蛋白質(zhì)外殼的外面,還包了一層被膜。
消滅細(xì)菌
噬菌體治療:這是一種利用噬菌體來對抗細(xì)菌感染的方法。細(xì)菌也會受到病毒的攻擊,專門攻擊細(xì)菌的病毒,人們稱它們?yōu)椤笆删w”。我們知道,對付細(xì)菌感染的常用方法是抗生素治療,但抗生素在殺死病菌的同時會大量殺死人體內(nèi)的有益細(xì)菌。噬菌體治療就完全沒有這方面的副作用,因?yàn)槭删w的特異性特別高,它們只殺死特定的細(xì)菌,對人體和別的細(xì)菌是完全無害的。
殺死癌細(xì)胞
癌癥治療:以毒攻毒?用病毒治療癌癥?聽上去不可思議,但的確是真的!目前這種方法還停留在實(shí)驗(yàn)室里,在動物身上已經(jīng)取得了成功,用于人類則只有少數(shù)幾個成功的病例。例如,醫(yī)生運(yùn)用麻疹病毒成功治療了美國明尼蘇達(dá)州49歲埃霍爾茨的骨髓瘤。雖然這一療法還很不成熟,但為人類戰(zhàn)勝癌癥提供了新的思路。
病毒的強(qiáng)大識別能力同樣可以幫助它們識別癌細(xì)胞和正常細(xì)胞。廣州中山大學(xué)科研人員發(fā)現(xiàn)天然的溶瘤病毒M1,能選擇性地感染并殺傷包括肝癌、結(jié)直腸癌、膀胱癌、黑色素瘤在內(nèi)的多種體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞,而對正常細(xì)胞秋毫無犯。
研制新疫苗
你知道嗎,用病毒可以制備疫苗。也就是說,用某一種病毒進(jìn)行減毒或滅活處理后,制成疫苗,可防治該病毒帶來的疾病。例如,把流感病毒制成疫苗,以防止流感肆虐。
不僅如此,科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn),人體感染皰疹病毒后,居然能獲得對黑死病的免疫能力。皰疹病毒是一種常見的病毒,而黑死病是一種傳染性非常強(qiáng)的致死性疾病,在中世紀(jì)曾導(dǎo)致歐洲人口減少四分之一,并且黑死病的現(xiàn)有疫苗效果不佳。病毒的這個特點(diǎn)為人們研制一些對付致死疾病的疫苗提供了很好的素材。
制作疫苗時,要先把病毒種到孵化了一段時間的雞蛋里培養(yǎng),使病毒數(shù)量增加;然后再收回病毒,滅活后做成疫苗。由于涉及危險的致病病毒,生產(chǎn)過程要嚴(yán)格防止病毒的泄漏和擴(kuò)散。
你知道嗎
病毒有多???
病毒非常小,小到什么程度呢?人的身高一般用米或厘米來表示,而病毒學(xué)家通常用納米這個單位來描述病毒的大小。1納米相當(dāng)于1米的十億分之一。最小的病毒是一種植物病毒——雙粒病毒,直徑為18~20納米;最大的病毒是痘病毒,直徑也不過300~450納米。也就是說,把2000個痘病毒首尾相接排列起來長度也不超過1毫米;1立方毫米的空間可以容納的痘病毒數(shù)量超過400億個。
病毒的形態(tài)多種多樣:有的呈桿狀或絲狀,有的呈規(guī)則的正二十面體狀,有的則呈復(fù)雜的對稱狀。
科學(xué)家是怎么研究病毒的?
病毒這么小,要借助電子顯微鏡研究。但有很多病毒會給研究者帶來生命危險,那可怎么辦呢?
科學(xué)家把病毒按照生物安全等級分成4級,第4級是最危險的,例如埃博拉病毒。要研究這一類病毒,所需防護(hù)工作也是最嚴(yán)格的。通常,研究埃博拉病毒是在特殊的實(shí)驗(yàn)室——BSL-4高密閉實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的。在該實(shí)驗(yàn)室內(nèi),研究人員穿得像航天員,在最中心的核心區(qū)里做研究,那里的氣壓低于大氣壓,以防止病毒逃逸。而到達(dá)核心區(qū)之前,研究人員必須經(jīng)過更衣區(qū)、過濾區(qū)、緩沖區(qū)、消毒區(qū),跨過一重重的安全隔離門。