胖叔

地球上的任何生命體，無論是單細(xì)胞還是多細(xì)胞，微生物、植物還是動(dòng)物，都需要面臨一個(gè)共同的問題，那就是生存和繁衍。

相較于其他生命體，病毒的結(jié)構(gòu)更為簡單。為了實(shí)現(xiàn)更加高效、快速的傳播，病毒在結(jié)構(gòu)上舍棄更多的部分，僅由蛋白質(zhì)與一個(gè)核酸分子構(gòu)成。故而，它們不能像其他生命體一樣，直接或間接從自然環(huán)境中獲取能量和營養(yǎng)物質(zhì)，那它們又是如何在長達(dá)億萬年的時(shí)間里生生不息地繁衍的呢？

在前文談及病毒的起源時(shí)，曾提到一種發(fā)現(xiàn)更早的微生物，那就是細(xì)菌。細(xì)菌有兩種生存方式：一種是自養(yǎng)，即以周圍的無機(jī)碳水化合物（如二氧化碳、碳酸鹽）作為碳源，以無機(jī)的氮、氨或硝酸鹽作為氮源，合成菌體所需的復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)；另一種則是異養(yǎng)，主要通過寄生或腐生，也就是依賴現(xiàn)成的有機(jī)物來生存。而在繁殖方式方面，細(xì)菌主要是以二分裂的方式進(jìn)行無性繁殖，個(gè)別細(xì)菌如結(jié)核分枝桿菌可以通過分枝方式繁殖。

盡管病毒和細(xì)菌的個(gè)頭都非常小，但它們在生存和繁衍方式方面卻截然不同。

病毒的生存之道

病毒在億萬年的進(jìn)化過程中，已經(jīng)形成了一套獨(dú)特的能量獲取方式，就是通過感染細(xì)菌或細(xì)胞，利用其成分來實(shí)現(xiàn)生存和復(fù)制的目的。而且，從嚴(yán)格意義上來說，病毒是一種介于非生命體與生命體之間的特殊生物體，只有進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，才具有生命力。

病毒要感染宿主，首先要找到適宜的宿主，因?yàn)椴⒎撬屑?xì)菌或細(xì)胞都能被感染，病毒需要通過病毒膜蛋白去識(shí)別，并與宿主的表面受體蛋白結(jié)合。這就好比門鎖和鑰匙的關(guān)系一樣，擁有匹配的鑰匙的病毒才能打開宿主細(xì)胞的這道門，從而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，這就是病毒的宿主特異性。比如，噬菌體是一類只侵襲細(xì)菌、真菌、藻類、放線菌或螺旋體等微生物的病毒，具有嚴(yán)格的宿主特異性，對人體或其他動(dòng)物細(xì)胞則基本無害。

當(dāng)病毒的吸附器官和宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合后，通過一系列的化學(xué)反應(yīng)，打開細(xì)胞膜上的特殊通道，然后將遺傳物質(zhì)釋放入細(xì)胞內(nèi)部，這個(gè)結(jié)合點(diǎn)和通道通常被稱為“靶點(diǎn)”。我們所熟知的新冠病毒和SARS病毒，其靶點(diǎn)都是一種叫作“血管緊張素轉(zhuǎn)化酶-2”的蛋白，這種靶點(diǎn)在內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上分布較多。

如果我們把細(xì)胞或細(xì)菌比作一臺(tái)機(jī)器，那么這就是一臺(tái)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜的機(jī)器，其內(nèi)部有著不同的功能分區(qū)，既可以進(jìn)行新陳代謝，又可以完成某些功能結(jié)構(gòu)的制造，從而表現(xiàn)出生命活動(dòng)。當(dāng)病毒進(jìn)入細(xì)胞后，它會(huì)利用細(xì)胞的這些功能，將其改造成一座病毒的加工廠。它會(huì)釋放出基因鏈，篡改細(xì)胞核中原有的基因，達(dá)到發(fā)號施令的目的。它會(huì)讓細(xì)胞按照“圖紙”，制造出更多的“零部件”，然后不斷組裝成與自身一模一樣的新病毒，這就是病毒繁衍的過程。當(dāng)病毒數(shù)量達(dá)到一定量時(shí)，細(xì)胞工廠基本也被耗竭了，病毒會(huì)發(fā)令讓細(xì)胞膜破潰，無數(shù)的病毒得以釋放出來，尋找新的細(xì)胞作為宿主。

病毒的生命進(jìn)化

如果病毒在自我復(fù)制過程中是一成不變的，那么，新型病毒又是如何產(chǎn)生的呢？

病毒在細(xì)胞內(nèi)繁殖，從理論上來說，制造出的病毒和作為模板的病毒應(yīng)該是一致的，但病毒的基因組在其增殖過程中不是一成不變的，而是時(shí)時(shí)刻刻都自動(dòng)地發(fā)生突變，新病毒也是出現(xiàn)在這個(gè)過程中。其中，大多數(shù)的突變是致死性的，只有少數(shù)變異種類的病毒能夠生存下來。而且，多數(shù)病毒的變異是中性的，變異前后其致病力不會(huì)大幅增強(qiáng)，也不會(huì)大幅削弱，只有在少數(shù)情況下會(huì)表現(xiàn)為毒性增強(qiáng)。

那么，病毒變異又是如何發(fā)生的呢？病毒的遺傳密碼或基因組主要集中在核酸鏈上，只要核酸鏈發(fā)生任何的變化都會(huì)影響它們后代的特性表現(xiàn)，一個(gè)病毒粒子要增殖幾百萬次，這些都給發(fā)生突變制造了機(jī)會(huì)。其中，首要原因是基因組中核酸堿基順序發(fā)生了化學(xué)變化。病毒復(fù)制中的自然突變率為10-5～10-8，而各種物理、化學(xué)誘變劑可提高突變率，如溫度、射線、5-溴尿嘧啶、亞硝酸鹽等的作用均可誘發(fā)突變。次要原因就是基因重組。當(dāng)兩種有親緣關(guān)系的不同病毒感染同一宿主細(xì)胞時(shí)，它們的遺傳物質(zhì)發(fā)生交換，結(jié)果產(chǎn)生不同于親代的子代。例如，高致病性禽流感病毒和人類流感病毒可以通過這種方式產(chǎn)生新的病毒，也就是高致病性人禽流感病毒。此外，還有基因產(chǎn)物的相互作用。比如，兩種病毒混合感染后，其中一個(gè)病毒的基因組偶然裝入另一病毒的衣殼內(nèi)，或裝入兩個(gè)病毒成分構(gòu)成的衣殼內(nèi)，發(fā)生表型混合。

當(dāng)然，病毒的自然變異是非常緩慢的，但這種變異過程可通過外界因素的強(qiáng)烈刺激而加快。冠狀病毒屬于容易發(fā)生變異的種類，它是一種單鏈RNA病毒，與雙鏈的DNA不同，單鏈RNA病毒沒有氫鍵的固定，這就導(dǎo)致RNA類病毒在外界環(huán)境的刺激或自身因素下更容易發(fā)生變異。例如，新冠病毒是冠狀病毒家族中的一員，傳播至今已經(jīng)出現(xiàn)4000余種變異毒株。

H5N1禽流感病毒

病毒的傳播途徑與方式

病毒主要分為122科，35亞科，735屬，多數(shù)具有傳染性。按照宿主分類，可分為動(dòng)物病毒、植物病毒、昆蟲病毒和真菌病毒，其中與人類疾病相關(guān)的是動(dòng)物病毒。2013年美國微生物學(xué)會(huì)刊載的一項(xiàng)研究表明，能夠感染哺乳動(dòng)物的病毒至少有32萬種，其中近七成有可能會(huì)感染人類。此外，每年科學(xué)家們還會(huì)發(fā)現(xiàn)3到4種新型病毒。

病毒在人群間傳播需要具有三個(gè)基本條件，即傳染源、傳播途徑和易感人群。傳染源是指可以使人類患病的病毒的主要來源，包括病毒感染的患者、病毒攜帶者、與傳染源有過直接接觸并被污染的水源或食物等。例如，諾如病毒的傳染源既可能是感染者，也可能是被感染者污染的食物或水，還可能是感染者的嘔吐物或排泄物。

此外，病毒感染可以有一種或多種的途徑，不同的傳播途徑有各自的特點(diǎn)，病毒傳播途徑的不同也在一定程度上影響了傳染性的大小。歸納起來，主要包括呼吸道傳播、消化道傳播、血液傳播、接觸傳播、母嬰垂直傳播和皮膚傳播等途徑。

呼吸道傳播的過程是病毒通過空氣、飛沫或皮屑途徑傳播，包括流感病毒、新冠病毒、鼻病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、腺病毒、腸道病毒和部分EB病毒以及水痘病毒等在內(nèi)的病毒可通過這種方式傳播。

消化道傳播主要是通過攝入被污染的水源或食物進(jìn)行傳播的方式，因此也被稱為“糞-口傳播”。脊髓灰質(zhì)炎病毒等腸道病毒、輪狀病毒、甲型肝炎病毒、戊型肝炎病毒和部分腺病毒可以通過這種方式傳播。

血液傳播主要是通過注射、輸血或血制品、器官移植等方式傳播，是艾滋病病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、人巨細(xì)胞病毒等病毒的主要傳播方式。

接觸傳播是通過接觸感染者的分泌物、直接接觸、性行為等方式傳播病毒，其中艾滋病病毒、單純皰疹病毒Ⅰ型和Ⅱ型、腸道病毒70型、腺病毒、乳頭瘤病毒等病毒可通過這種方式傳播。

母嬰垂直傳播是通過女性子宮內(nèi)、分娩產(chǎn)道傳染給胎兒，或哺乳時(shí)由母親傳染給新生兒，包括乙型肝炎病毒、艾滋病病毒、巨細(xì)胞病毒、風(fēng)疹病毒等在內(nèi)的病毒可通過該途徑傳播。

皮膚傳播是通過昆蟲叮咬、狂犬咬傷、鼠類咬傷等途徑傳播病毒，其中腦炎病毒、出血熱病毒、狂犬病病毒、漢坦病毒等可通過該途徑傳播。

目前來看，病毒感染沒有明確的易感人群劃分，但相對高發(fā)于抵抗力低下者，病毒入侵后可增殖致病，出現(xiàn)相應(yīng)的癥狀。其感染后的表現(xiàn)嚴(yán)重程度不等，與感染的部位、病毒類型和人體的抵抗力有關(guān)。

那么，動(dòng)物感染的病毒會(huì)傳染給人類嗎？很多病毒存在人畜共患的情況，但同時(shí)也存在動(dòng)物攜帶但不發(fā)病的情況，使動(dòng)物成為病毒的天然宿主，這些宿主在進(jìn)入人類生活環(huán)境后會(huì)感染人類?？蒲腥藛T迄今在蝙蝠身上共計(jì)發(fā)現(xiàn)超過4100種病毒，其中冠狀病毒就超過500種，因此蝙蝠也被稱為“最大的病毒庫”。以狐蝠（一種翼展可達(dá)90厘米的蝙蝠）為例，其攜帶了60種病毒，其中大多數(shù)都是新型病毒。此外，老鼠和蚊子也可以攜帶大量的病毒，其中流行性出血熱和斑疹傷寒的發(fā)生都與老鼠的活動(dòng)有關(guān)。而蚊子通過叮咬患病的動(dòng)物后再叮咬人類，傳播包括西尼羅病毒、黃熱病毒、登革熱病毒等在內(nèi)的近百種可造成人畜共患病的病毒。

盡管目前關(guān)于病毒的生存和傳播還有很多謎團(tuán)未被完全破解，但我們做好相應(yīng)的防護(hù)措施，仍可以有效降低病毒感染的概率。在此呼吁，大家在日常生活中還是要多注意防范，盡量避免病毒的感染。