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《病毒星球》|我们生活的历史就是一部病毒史?

今今乐道·曾子墨 品卷一族
2024-12-10



核心书摘

《病毒星球》带你走进隐秘的病毒世界,了解病毒对我们生活的影响。虽然不少病毒会让人生病,但是人类的生存同样离不开病毒。它们帮我们杀菌、清洁水源,甚至是生育健康的后代。人类最早认识病毒,是通过研究烟花草叶病。从19世纪末到20世纪初,科学家花了50年时间,一步一步,将病因确定为“一种可以自我繁殖,比细菌更小的病原体”;将成分确认为 95% 蛋白质,5% 核酸;直到最终通过电子显微镜直接观察到它们。

从此,我们对地球生命图景的认识中,加上了病毒。在百年千年的时间尺度下,生命与病毒的界限还比较明晰:病毒是外来的,有些会引发疾病和死亡。但把时间尺度拉长到万亿年,当我们去研究我们的基因组,才发现病毒与生命,简直就像时间与空间,从一开始就密不可分。

关于作者

卡尔·齐默,知名科普作家,在耶鲁大学教授科学和环境写作。他写过多本广受欢迎的科普作品,包括《演化》《在水的边缘》《万物身刻》等,曾于2007年摘得美国国家科学院科学传播奖,这一奖项是该领域的桂冠荣誉。

本书鲜知

学什么?病毒真的只会给我们带来疾病和死亡吗

从流感病毒到艾滋病毒再到埃博拉病毒,这些病毒想必你并不陌生,它们的流行给全世界的人带来了恐慌。病毒在我们的DNA里留下了丰富的信息,人类DNA片段中8%来自病毒,说它们是我们亲缘有点远的祖先也不为过。但是要小心,这些休眠在人类DNA中的片段在特定条件下可以复苏,重新组织成活跃的病毒。

病毒并不总是面目可憎,人类吸入的氧气里,有1/10是病毒惠予的。被视为宫颈癌罪魁祸首的HPV,其实男女通吃且分布广泛,但绝大多数情况下它们都与人类和平共处。病毒在不同宿主间穿梭,有一定几率携带上一部分宿主的基因片段,然后插入到下一位宿主的基因里,在你感叹人类或其他物种多样性的时候,别忘了其中也有病毒的一份功劳。

你还会发现

· 病毒的作用;

· 病毒究竟是什么;

· 病毒与生命的关系。

一、与人类共生的病毒

首先,我们来看看本书的第一个重点内容:与人类共生的病毒。

作者齐默在书的序言说:“我们人类生活的历史,其实就是一部病毒史。”齐默认为,病毒虽然看不见摸不着,但在地球生态系统中却非常活跃,它们几乎对生活在地球上的所有生命体都进行了调节,从微生物到大型哺乳动物,没有一个不受到它们影响。当然,病毒的作用也不仅限于生物,它们还会影响地球的气候、土壤、海洋和淡水。可以说,这些微小的病毒和人类共同拥有这个星球。

那病毒究竟是什么呢?

我们在中学课本上学过,地球上大多数生命体都来自于遗传物质脱氧核糖核酸,也就是DNA,DNA经过不断地自我复制一代代繁衍下去。那么病毒是怎么来的呢?其实病毒的结构非常简单,就是一层蛋白质外壳里面加了另一种遗传物质——核糖核酸,也叫RNA。

DNA 和RNA 名字听起来相似,但实际上功能和繁衍都有非常大的区别,病毒不会像生命体那样自己新陈代谢,它们更像是空气中四处飘荡的蒲公英,那么它们是怎样实现繁衍的呢?

二十世纪六十年代的时候,有一种叫禽白血病的病毒,当时这种病毒席卷了所有的养鸡场,很多鸡都死了,但有一小部分鸡顽强地活了下来,科学家们开始研究死掉的鸡和存活的鸡的基因组有什么不同,他们发现所有的鸡都曾经感染了这个病毒,但是存活下来的鸡不仅制服了病毒,还把病毒的遗传信息和自己的DNA结合到了一起,传递给了下一代,下一代的小鸡也是健康的,换句话说,禽白血病病毒已经变得无害,更像是挂在基因这辆列车上的一个小行李而已。

这时候,科学家们几乎肯定了病毒的繁殖方式,它们认为,当病毒碰到合适的机会,就会侵入生命体的特定细胞中,这个生命体就被称为宿主,这个时候,病毒的外壳就会被降解破坏掉。为了达到繁衍的目的,病毒里的RNA会纂改细胞的生产指令,在宿主的DNA上加上一段自己的遗传物质,在这个过程中,细胞有可能会出错、会失败,但是一旦病毒和宿主的遗传信息完美地融合在一起,那么当宿主的细胞分裂繁殖的时候,病毒的遗传信息就会被复制。这样,病毒也就完成了自己的繁衍。

作者齐默还进一步说,我们人类的基因组其实就是病毒基因组,我们每个人的身体里,也都有病毒。这些病毒的DNA稳定地待在细胞里面,从一代传给下一代,这就形成了“内源性逆转录病毒”。实际上,我们每个人的基因组中都携带了将近10万个“内源性逆转录病毒”的DNA片段,这些片段占到人类DNA总量的8%。也就是说,我们的基因组,是个“病毒泛滥”的地方,但恰恰是这些泛滥的病毒,成就了今天的人类。

科学家曾经惊讶地发现,某种病毒中的一个基因,能合成一种叫做“合胞素”的蛋白质,而这种蛋白质能形成一种东西,那就是胎盘,而且他们还发现,如果把合胞素基因从哺乳动物母体中删除,就没有一个宝宝可以活着出生。

于是就有科学家大胆地猜想,大约一亿年前,我们的远古祖先可能被一种病毒感染,获得了最早的合胞素蛋白,于是产生了最早的胎盘,变成了最早的哺乳动物。在演化的过程中,又有新的“内源性逆转录病毒”入侵这些动物,有的新病毒带有新的合胞素基因,而且能产生更优质的蛋白质。渐渐地,因为不同的动物不断被不同的病毒感染,产生新的基因,于是动物们产生了不同的分支,有了后来的食草哺乳动物、食肉哺乳动物,以及最终的产物,也就是我们人类。

二、致命的病毒也能救命

到这里,我们已经知道,病毒促进了人类的诞生,影响了整个地球的生态平衡,接下来,我们来看看病毒是如何推进医学发展的,致命的病毒又是怎样拯救人类的。

在人类抗击病毒的历史中,大约有三千多年是在和天花病毒作斗争,天花是最古老也是死亡率最高的瘟疫之一。病毒通过进攻呼吸道感染受害者,大约一周后,被感染的人就开始发烧,全身疼痛难忍。过了几天,退烧后,但病毒却远没有停止,病人先是口腔中出现红斑,然后扩散到脸上,最后蔓延到全身。斑点里充满了脓液,给人带来难以忍受的刺痛。大约1/3的天花患者会丧命。哪怕幸存下来,天花也会在病人身上留下永不消褪的疤痕。

最早的天花是在三具古埃及木乃伊身上发现的,他们的身上布满了天花留下的伤疤。历史上很多名人也都难逃天花的厄运,比如俄罗斯皇帝彼得二世、英国女王玛丽二世还有奥地利的君王约瑟夫一世。从1400年到1800年,仅在欧洲,每个世纪就有大概五亿人死于天花。在日尔曼军队入侵法国时,士兵大面积感染天花,为了防止这些患上天花的士兵传染健康的士兵,统率者竟然下令杀了所有患者,结果天花照样泛滥。

大概是在东汉时期,天花病毒传入了中国。汉光武帝刘秀下令,让伏波将军马援南征交趾(今越南北部红河流域一带),抓获了大批俘虏。可是没多久,俘虏中出现的天花就开始流行开来。因为疾病是战场上的俘虏带来的,所以也被称为“虏疮”。此后的一千七百多年里,中国古代医生一直都在和天花作抗争,直到清朝时期,天花才得以抑制,具体是怎么回事呢?我们接着往下看。

明朝嘉靖末期,天花也曾横行,隆庆帝继位后,广招名医,连李时珍也被请去研究天花,可见当时朝廷对天花的重视程度。

清朝时期,清朝皇室饱受天花之苦,根据正史记载,顺治帝死于天花,顺治帝最喜爱的后妃孝献端敬皇后(董鄂妃)也死于天花。康熙帝未登基前,也曾患过天花,不过康熙成功从天花病毒中脱离危险,也算是万幸。据德国传教士汤若望记载,顺治帝临终前,之所以选择三阿哥玄烨(康熙本名)来继承皇位,而不选择二阿哥福全,就是因为康熙患过天花,而每个人一生最多只会患一次天花,顺治帝觉得传位给玄烨比较稳妥,这才有了后来的康熙帝。当然,顺治传位给康熙的因素有很多,天花,只是其中一个因素。

康熙十二年(1673年),康熙的第十二儿子胤[yìn]祠刚出生就患上天花,这让康熙更加迫切地想要解决天花的顽疾。据法国传教士洪若翰记载,康熙曾向太医了解“人痘”接种术,并且咨询过相关原理,康熙还曾利用30个年幼的宫女做人痘实验,其实说白了就是人体实验。虽然30个年幼的宫女中死了4个,但是仍然有26个种痘成功的宫女活了下来,这次试验的成功率可以说是非常高了。

后来康熙果断下令普遍推广“人痘”接种术,甚至从清朝国库里取出银子,来帮助民间种痘,可以说,天花到了康熙时期,才真正得到了一定程度的遏制。虽然康熙之后的清朝,甚至后来时间,都还有天花的存在,但因为康熙的努力,天花的危害已经降低了很多。

乾隆十七年(1752年),清政府编纂的大型医学丛书《医宗金鉴》里,就详细记载了从康熙年间开始的“人痘”的方法,最早的人痘是通过“时苗”来种痘,所谓的“时苗”,就是从出天花的患者身上,直接取痘疹的汁液,然后用少量的汁液种在正常人身上,使正常人的体内预先患上“微型的天花”,从而产生抗体。但因为“时苗”的不确定性很多,经常会出现没有种痘成功、或者种痘过量的问题,导致人真正患上天花。所以说,这种以毒攻毒的疗法危险性很大。

后来,一位姓张的医者,发明了“熟苗”法,所谓“熟苗”,是指取出“时苗”后,经过一段时间的贮藏和稀释,然后再使用,成功率更高。但即使发明了“熟苗”,在熟苗不够的情况下,也还是会使用时苗。

康熙二十七年(1688年),俄国人不远千里来到清朝,请求康熙派人传授他们“人痘”之法,“人痘”从此传入世界。从光武帝到康熙帝,将近1700年的时间,古人为了抗击病毒进行了很多探索,也付出很多牺牲。

直到18世纪,英国医生爱德华才发明了牛痘接种,继而引发疫苗的医学革命,疫苗逐渐得以工业化生产,然后运送到世界各地造福人类。到了1977年,埃塞俄比亚出现了世界上最后一例天花,从此人类彻底战胜了天花病毒。

读到这里你可能会感叹,虽然战胜了天花,但是时间也太长了。其实天花病毒已经算是一种比较容易消灭的病毒了,因为它只感染人类,遗传物质也比较稳定,其他大部分病毒都是很“狡猾”的,他们的基因经常变来变去,让科学家们非常烦恼,但同时,这也给人类的医学事业带来了转机。

比如说有一种病毒叫“噬菌体”,噬菌体是分布最广泛的病毒,到处都能找到。每种特定的噬菌体会入侵特定的细菌,并且杀死那些细菌。噬菌体的样子有点像一艘火箭,细长的身材,外加几只脚和一个大脑袋,脑袋里面装着遗传物质。它会像注射器一样在细菌表面钻个洞,把自身的遗传物质注射到病菌里,大量复制然后破壳而出,围剿细菌。

正是因为这个特点,有些病毒还能抑制传染病的蔓延,比如霍乱就是由一种叫做“霍乱弧菌”的细菌导致的,这种细菌由水传播。

但是,当霍乱弧菌爆发,导致霍乱流行的时候,病毒也会迅速增加。大量的病毒会对霍乱弧菌发起一次又一次迅猛攻击,越来越快地杀死霍乱弧菌。直到病毒杀死霍乱弧菌的速度超过细菌繁殖的速度,这样,霍乱弧菌就“全线溃败”,霍乱也就停止了。

三、与病毒共赴未来

在病毒面前,人类是渺小的,我们不知道病毒藏身何处,也不知道哪些病毒能够造成瘟疫,更难以迅速找到应对的办法,但我们仍然可以保持警惕,做好防护措施,争取在病毒来临时有资本和病毒战上一战。

面对一种新型病毒导致的传染病,人们的第一反应肯定是有没有特效药、有没有疫苗,希望能有药物来消灭病毒,能有疫苗帮助我们快速形成免疫力,防止病毒的侵袭。但是科学家指出,一种全新的病毒感染生命体其实不是一件容易的事,既然如此,为什么会有这么多流行病爆发呢?

我们先了解最常见的流感病毒。几乎所有人都得过流感,出现过呼吸道的病症,有过咳嗽、呼吸不畅之类的症状;但是你大概不知道,流感这种病其实跟人没什么关系,它们来自于鸟类,入侵的是鸟类的消化道。但是,病毒是会“突变”的,一个鸟类流感病毒能摇身一变,成为感染人类的新型病毒。而且,因为人类呼吸道细胞表面的受体和鸟类消化道细胞的受体非常相似,所以这些从鸟类身上突变而来的新型病毒传到人身上的时候,就会引起呼吸道病症,也就是“流感”。

下面再说说可怕的艾滋病,艾滋病也是由病毒引起的。艾滋病病毒大致可以分成两种:一种叫HIV-1,一种叫HIV-2。经过几代科学家的努力发现,HIV-2型病毒其实来自于西非的一种叫“白顶白眉猴”的猴子,这种猴子携带了一种SIV病毒,独立演化成了HIV-2艾滋病病毒。西非的猎人经常捕杀这种猴子,卖它们的肉,当猴子咬了猎人,或者屠夫处理猴子尸体的时候,含有病毒的猴子血液进入了人体,人就会感染这种病毒。慢慢地,病毒适应了人类之后,开始在人群中传播。

而HIV-1型病毒则有完全不同的来源。它们来自另一种动物:黑猩猩。1989年,法国科学家偶然间在生活在喀麦隆(位于非洲中西部的单一制共和国)和坦桑尼亚的黑猩猩粪便中,检测并证实了与HIV-1型病毒非常接近的病毒。随着20世纪初非洲人口的膨胀,当地人会猎杀黑猩猩,吃它们的肉,这种病毒就伺机入侵到人类身上,导致了艾滋病。

到了2012年,沙特阿拉伯的医生发现了一种怪病,后来这种病被命名为“中东呼吸综合征”。导致这种病的MERS病毒(一种新型的冠状病毒),最初是在一种非洲的蝙蝠身上的。那么蝙蝠身上的病毒怎么会传到人身上呢?答案就是骆驼。有些北非的单峰驼,偶然接触到了带有病毒的蝙蝠,感染了MERS病毒;随着北非到中东的贸易,单峰驼商队把这种病毒带到了中东地区;然后,这些得病的单峰驼又通过鼻子分泌物感染了更多的骆驼,最终感染了人类,在人类间传播。

在这些流行病毒中,没有哪一种能比埃博拉病毒更可怕的。病人一旦感染这种病毒,没有疫苗注射,也没有其他治疗方法,只能等死。病毒在病人体内快速扩散,分解体内的器官。用一位医生的话来说,感染上“埃博拉”的人会在你面前“融化”掉。这个潘多拉魔盒是怎样被开启的呢?答案还是蝙蝠。一般情况下,埃博拉病毒在蝙蝠体内传播,只是不对他们造成任何伤害。如果有人不小心吃了被蝙蝠唾液污染的肉或水果就可能会被感染,不过有些人类胆大妄为,竟然会吃蝙蝠肉,这无异于刀尖上舔血。

历史上这些著名的大规模传染病的背后,都有着相似的传播路径。从野生动物身上散落人间的这些病毒,已经施展出它们的洪荒之力,对人类的未来步步紧逼。

在《病毒星球》这本书的结尾,作者齐默写下了这样一句话:“下一次,再有某种病毒从野生动物身上转移到人类身体内,很可能还会引发大规模疫情,而我们完全可能对致病病毒一无所知。”不幸的是,齐默说的“下一次”已经来了,就在我们面前,它的名字就叫“新型冠状病毒”,而我们目前对它知之甚少。

2020年的开端,整个中国都笼罩在肺炎疫情的阴霾之下,这其实已经是21世纪以来,冠状病毒家族的成员第三次肆虐人类世界了。2003年和2012年,SARS病毒和MERS病毒曾经两次突然降临人类世界,在中国和中东地区留下了至今尚未痊愈的伤疤。

人类远比我们想象中脆弱,只有敬畏自然和生物,人类才能够在自然界中生生不息。最后,我们回到“病毒”这个词本身,“病毒”一词原本就包含了两面性,一面是它给予了我们生命,另一面它代表了致命的毒液。病毒从某种意义上来说的确是致命的,但它们也赋予了这个世界必不可少的创造力。创造和毁灭完美地结合,这个世界才能达到平衡。

总结

以上就是《病毒星球》这本书的主要内容。在这本书里,我们首先了解了什么是病毒,明白了病毒造就了人类的生命,促进了地球生态系统的平衡。接下来,又以天花病毒和噬菌体为例解释了致命的病毒在关键时刻也能救命。最后,书中细数全球著名的几大流行病的病因,呼吁人类敬畏自然。

正如书中所说:“病毒肉眼不可见,却在地球生态系统中非常活跃。它们把DNA从一个物种搬运到另一个物种,为生物演化提供了新的遗传材料。放眼演化的历程,不管哪一种动物、植物或微生物,它们的演化都离不开这些微小却威力无边的病毒。这些病毒和我们共同拥有这个星球。”

恭喜你和“今今乐道”读书会一起读完了你生命中的第 2300 本书,希望今天的内容能给你有益的启发。(作者:曾子墨)

此为本书书稿的删减版,更多详细内容请听完整音频。

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(语音、文字、图片部分来自今今乐道APP和网络,老农整理)


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