天涼好個秋,讓我們先來了解「病毒」吧
是種怎樣的微生物
人們對病毒這個詞並不陌生,2003年鬧得滿城風雨的SARS(嚴重急性呼吸綜合征),就是由病毒家族中的一員——SARS冠狀病毒引起的。
追溯人類同病毒鬥爭的歷史不可謂不長,鬥爭結果不可謂不慘烈,早在公元前二至三個世紀的印度和中國就有了關於天花的記錄。但是人們真正發現並知曉病毒的存在,卻只有100多年的歷史。
人類較晚意識到病毒的存在,有很多原因。首先,病毒是微生物的一種,它們之所以被稱為微生物,一個原因就是它們實在太小了,肉眼看不見,所以在顯微鏡和分離技術發明之前,人類根本無法識別微生物。其次,自亞里士多德以來,西方人一直相信自生論,認為生命是以某種方式自發起源於非生命物質的,比如嚙齒類動物由受潮的穀物變成,甲蟲由灰塵變成,青蛙由泥漿變成,蛆蟲由腐肉變成。
1665年前後,英國科學家羅伯特-胡克(RobertHooke)製造了複式顯微鏡,才觀察到軟木塞的小切片的細胞。到19紀20年代,義大利的亞米齊和其他人製成了改進的消色差顯微鏡,才使人們得以觀察到有機細胞的詳細情況。
雖然人們已經能在顯微鏡下觀測到細菌,卻仍然不接受「微生物會引起疾病」這樣一個事實,這主要因為自生論深入人心。法國科學家巴斯德(LouisPasteur)通過設計了著名的曲頸瓶實驗,證明了是微生物導致物質腐敗,從而給自生論以沉重的打擊。
1898年,荷蘭微生物學家貝傑林克(Beijerinck)把實驗中發現的一種有別於細菌的有機體稱為病毒(Virus),這在當時打破了人們普遍認為是真理的菌原說。
當人們慢慢接受細菌的存在時,仍然很困惑,這東西並不符合對生物的定義,那它又是什麼呢?遊離的病毒是沒有生命的,必須入侵宿主細胞,釋放遺傳物質,然後利用宿主的代謝機制複製或轉錄病毒的遺傳物質。
那麼,病毒到底是生物還是非生命的化學集合體?從技術上而言,說一個病毒「活著」並不正確,專業上說病毒是在「活化」。活化之後的病毒,才能顯示出各種生命特徵,能繁殖和進化,還會產生突變,以適應各種惡劣的生存環境。
難怪獲得1960年諾貝爾生理學和醫學獎的英國免疫學家梅達沃(PeterB.Medawar)要將病毒稱為「一個包裹在蛋白質里的壞消息」。從結構上說,病毒不過是一個蛋白質做成的外殼裡包著一團主司遺傳的物質核酸。但是,核酸就是那段「壞消息」,因為病毒就是靠它才能在宿主細胞里自我複製的。 為何會被病毒攻陷相對於健康狀態,我們生病的時間畢竟是少數,那為什麼有的人很容易生病,有的人不容易生病?有的病致命,有的病不致命呢?這些就要從病毒的特性說起了。
病毒是如何感染和傳播的?科學家說病毒的蛋白質外殼上有一些非常特別的受體結合蛋白,就像倒鉤一樣從表面突起,這就相當於擁有了一把鑰匙,它要尋找這把鑰匙能打開的鎖。
每一個活著的宿主細胞都有一個鎖,需要一套特定的密碼才能開啟。這些賴以開鎖的組合數字異常複雜,配置方式可能有上千億種,但只有一種是正確的。病毒知道如何從無法計算的組合密碼中挑出正確的數字,然後打開鎖進入細胞。一旦把細胞的門鎖打開,細胞就對它毫無戒心。此時,病毒的蛋白質外殼很快消失,遺傳物質便開始緊急工作,用細胞內的物質來自我複製,不用多久,這個可憐的細胞內就布滿了成千上萬第二代病毒。這些新生的病毒傾巢而出,每一個都試圖用自己的鑰匙去開啟另一把鎖。而那個宿主細胞則瞬間就會爆裂。
第二代病毒很快就會找到新的細胞,這一次就不止一個細胞被感染,而是成千上萬個細胞淪陷。第三代細胞的數量就是成千上萬再乘以成千上萬,於是,宿主體內的細胞不停以指數方式倒下去,成為一堆死屍。但是病毒的目的不在於把宿主徹底幹掉,因為一旦宿主死亡,病毒只好跟著滅亡。所以它要找到一條出路,發展傳播效率,比如借著咳嗽、噴嚏或者體液離開,悄悄地登上另一個載體。
病毒的本質是入侵與共生,但為什麼病毒選擇了很多人,卻不是每個人都會患病或者死亡?西方科學家的解釋,從古至今,人類一旦患上感染性疾病,痊癒或者死亡主要取決於宿主和病原體誰能贏得這場戰爭。如果人的抵抗力大於病毒的毒力,就能逃過一劫;如果天平朝病毒一端傾斜,感染就發生了。人類周圍充斥著無數微生物,在現實生活中,就算病毒真到了你體內,免疫系統也很可能在它引起疾病前就將其消滅,只有當機體抵禦病毒的防線崩潰時,才會被病毒感染。
人類的防禦能力可能是先天的,也可能是後天的。先天防禦包括皮膚、體液、細胞防禦、發炎、發燒等,這組成了對病原體的第一道防線。一些病毒已經進化出各種方式來突破這道屏障,比如很多感冒患者會吐出一口口濃痰,這是人體分泌用來截留微生物的黏液,被有規則擺動的纖毛掃出去就成了痰。但是流感病毒仍能突破感染呼吸道,它們藉助表面的一些分子牢固附著在黏膜上皮上,使纖毛無法掃除它們。但人類抵禦外來者的能力有很多種,發熱就是一種。流感病毒對溫度很敏感,它們在呼吸道表皮細胞中複製,那裡因為空氣經過潮濕的組織表面時,會降低溫度,所以低於正常體溫。一個人發熱時,甚至體溫只升高1~2°C,病毒的複製能力就會被削弱。
除此,人體還有其他辦法讓呼吸道黏膜細胞幾乎在一周內脫落,隨著痰被排出體外,那些被感染的細胞也會脫落,這就是感冒不治一周後也會痊癒的道理。
人體還有第二道防線,那就是獲得性免疫應答。這個過程人體可以產生抗體,有效應對外來人侵者,並在下一次面對它們時迅速做出反應,不會再次被感染。免疫接種所引發的就是獲得性免疫應答。 病毒到底有多可怕當科學家發現這種體積極其微小、結構極其簡單,具有極高的寄生性以及遺傳、進化、變異能力的,介於生物與非生物之間的原始生命體,竟是導致人類大多數疾病的元兇後,對病毒的認識也逐漸加深。
病毒很難被消滅,因為病毒跟細胞的關係過於密切,所以現在沒有一種葯是完全可以把病毒殺滅的。像艾滋病需要使用多種藥物進行治療,且需要終身服用,如果不持續用藥,病毒會繼續繁殖,但長期吃藥又會造成病毒變異,使現在的葯對它無效。病毒的DNA會同我們之間的DNA一起分裂、繁殖,這樣它就和我們相伴終生了,某種情況下,如果病毒插入DNA的地方恰好啟動人的癌基因,此時就可能會發生癌變。
而另一方面,病毒的宿主除了人外,還有很多的動物,也就是人畜共患病毒。為什麼禽流感難以控制?禽流感可以感染雞、鴨,雞受到感染會死亡,但是鴨不會,且病毒存在在鴨的消化道,而非呼吸道。鴨在水裡面游泳,就可以把病毒排泄到水裡,之後就可以長期地散布這個病毒。還有病毒可以經過候鳥把禽流感病毒帶來帶去。
而且,病毒的傳播途徑是多種的,我們平常知道的病毒就有呼吸道傳播、消化道傳播等。SARS是呼吸道傳播、小兒麻痹症的病毒一般都是消化道傳播,肝炎、甲型肝炎、戊型肝炎都是消化道傳播。另外還有經胎盤傳播,母親在懷孕三個月之內,胎盤還沒有完全形成的時候,感染巨細胞病毒,或風疹病毒等,可以造成胎兒的發育不良,造成先天性心臟病等。
用不著過於恐慌
說了病毒這麼多可怕的特性,是不是我們對病毒就束手無策了呢?其實不然,人類還是可以利用病毒的特性化害為利的,最經典的要說天花的消滅了。
天花是世界上傳染性最強的疾病之一,每四名病人里便有一人死亡,公元1000多年前的木乃伊身上便發現類似天花留下的痕迹,18世紀在歐洲天花曾造成1.5億以上人的死亡,對此晉代著名藥學家道家葛洪在《肘後備急方》中已有記載。可是現在為什麼沒有了呢?是因為人類通過接種一種與天花病毒的抗原絕大部分相同但對人體不會致病的牛痘病毒達到了長期免疫的目的。1979年10月26日,聯合國世界衛生組織在肯亞首都內羅畢宣布,全世界已經消滅了天花病,並且為此舉行了慶祝儀式。
現在,小兒麻痹和麻疹也能通過疫苗進行預防。但是,並不是所有的病毒都已經製造出相應的疫苗了,且有很多未知的病毒向人類發起進攻,動物性疫源疾病就是一種高發的病種,目前世界上約有200多種動物傳染病和150多種寄生蟲病,其中至少有200種以上可以傳染給人類,飼養動物、食用肉類、野生動物變更棲息地、人類跨地區交流等都可能造成感染。
由於人類多年來廣泛使用和濫用抗生素,使得致病微生物的耐葯適應性增強,病菌、病毒的基因突變加快,各種耐葯致病微生物不斷出現。目前使用的多數抗生素,已對人類和動物身上攜帶的致病微生物不起作用了。
但是,病毒變異是很正常的事,沒有什麼可怕的,例如流感病毒,每年都在發生變異,因此每年都要製造出新的疫苗進行預防接種。由於病毒的不斷變異,也迫使人類更需不斷地探索與病原體鬥爭的新方法和新技術。
雖然一系列新的傳染病在出現,已知病毒並未全部攻克,但我們也用不著對病毒那麼恐懼,一方面是科學家在不斷研究對抗病毒的新方法和新技術;另一方面,對於日常的病毒性疾病,只要我們注意生活起居,注意鍛煉身體,還是可以有效防禦,平平安安地度過這個秋天的。
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