赵非：能把病毒化敌为友服务人类吗？

向科学要答案

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能把病毒化敌为友服务人类吗？

撰文| 赵非 北京脑中心载体工程中心主任

编辑| 程莉

（以下内容不含过多专业名词，无需专业知识即可放心阅读）

▉ 老子说过，“天地不仁，以万物为刍狗”。如果去掉其中唯心主义的内容，剩下的内核其实也很明显：世间万物都遵循一定的自然规律，不会也不应该以个人的意志为转移。稍微引申一下就会很容易地联想到，地球上所有生物都是大自然的组成部分，动物、植物、微生物互相协同互相制约，一起形成了微妙的生态平衡。不过很遗憾，当人类用自身的标准去判断的时候，就自然而然的会带入人类自己的利益和意志，认为对自己有利的是“益”，而影响自身利益的则是“害”，所以才会出现所谓的“益虫”“害虫”。

对待病毒，人类也是同样的态度。

目前被鉴定且被初步了解的六千多种病毒只占全部病毒种类的大概几万甚至几千万分之一（这个确实没办法确定具体的数量），而目前已知的能引发人类疾病的病毒也只占这六千多种病毒的5%左右，但是人类始终固执地认为病毒是坏的，是对人类有害的，恨不得除之而后快。其实，世界上绝大多数病毒和人类并没有直接瓜葛，他们只是“默默”扮演着自己的“刍狗”角色，在天地之间按照既定的规则参与着生态平衡。

生而为人，咱们就不多空谈自然规律、生态平衡的大道理了，就说说能不能把病毒化“敌”为“友”服务人类！

答案非常简单干脆！

能，很能，当然能，简直太能了！

与我们切身相关的例子就是把病毒当作疫苗保护我们免受病毒性疾病的侵扰。比如我们注射的“灭活新冠病毒疫苗”，就是利用“死”病毒激活体内的免疫系统，让我们的免疫细胞们“记住”新冠病毒的“长相”，从而在它已进入体内还没来得及为害一方的时候，就尽可能地把它压制住。

除此以外，再随手举几个我们不太熟悉，但也和生活密切相关的栗子：糖炒栗子，烧鸡的栗子，做蛋糕的栗子，……

（太长不看版）

病毒可以用作科学研究的对象；

病毒可以用作科学研究的工具；

病毒可以用来治疗疾病；

病毒可以作为纳米材料；

病毒可以用于生物防控；

……（无限可能，尚待开发）

下面咱们稍微说细一点（请搬好小板凳，话痨开始表演了）。

 01

病毒可以用作科学研究的对象

相对于世间一切其他生物相对复杂的细胞和/或组织结构，病毒可以说是以极简主义结构完成了极简主义的生活原则，因此，很多生命科学的基础研究（特别是在分子生物学发展的初期）都是用病毒作为研究对象来揭示生命活动的基本规则的。借助病毒，科学家完成了很多著名的实验，发现和证明了很多重要的基础性结论。比如说证明DNA是遗传物质的过程中，著名的赫尔希（Hershey）-蔡斯（Chase）实验，就用到了一种专门感染细菌的特殊病毒——噬菌体；不久之后，在研究烟草花叶病毒（这也是第一个被人类鉴定发现的病毒）的过程中，科学家又发现原来RNA也可以作为遗传物质；而证明DNA复制过程是以半不连续的方式进行的这一经典实验，则利用了T4噬菌体感染大肠杆菌。新近出现而且摘取了诺贝尔奖的基因编辑技术CRSPR，其实也源自细菌对付噬菌体感染的抵抗机制。

上面几个栗子只是随手举起来的，还有一大棵栗子树默默站在旁边，大家可以自己发掘。以下各种病毒的应用也是同样，举的代表示例都属于包括但不局限的情况，就不啰嗦了。

02

病毒可以用作科学研究的工具

在对病毒不断研究的过程中，科学家逐渐发现可以利用病毒的某些特性达到特定研究目的，所以逐渐开始将病毒加以改造，用作科学研究的工具。

比如，如果要研究某个基因的功能，可以尝试把这个基因转移到细胞里，看看有了这个基因之后的细胞和以前有什么不同。有很多种方法可以把基因送进细胞：比如高压电击、阳离子试剂、脂质体等。但是，目前最高效的方法之一就是利用病毒作为“载体”，把我们想要递送的基因送进细胞里。

除了作为送货（基因）卡车（载体）以外，病毒也能用作路标来标识神经环路。我们的大脑中有数以千亿个的神经元，神经元通过相互连接形成了一个高度复杂的巨大网络，这个网络控制着我们所有行动。而病毒可以帮我们“看”到特定的神经网络。有些病毒可以感染神经系统，它们一旦进了脑子，就会侵入神经细胞，以此为据点复制扩增，然后这些新产生的病毒就能沿着神经细胞之间的连接一步步传播下去。

想象一下，在城市的公路交通网中，如果想找出我上班的路线，可以让我的汽车带上一堆灯泡，走到哪就亮到哪，如此一来就能标记出我的工作地到居住地的路线了。神经环路也是一样，我们可以改造那些侵染神经的病毒，让它们携带“灯泡”基因（比如曾经获得2008年诺贝尔化学奖的绿色荧光蛋白GFP），再注射进大脑的特定脑区，那么这些改造过的“灯泡”病毒就能顺着神经细胞一站一站地向下传播，并且“点亮”途经的每一个神经细胞。通过分析病毒传播的路径，我们就能知道神经细胞连接的网络了。

03

病毒可以用来治疗疾病

病毒可以致病，疫苗是利用病毒来防病，而病毒也能作为治疗手段来治病。

刚才咱们说过病毒可以被用作载体把基因送进细胞里。那么，假如细胞里的某个基因出现了错误，自然也可以利用病毒载体把正确的基因替换进去，来弥补原始错误基因给细胞功能带来的缺陷，从而恢复这个细胞的正常功能。这，就是基因治疗！

当然，用于基因治疗的病毒已经不是自然状态下的病毒了，而是经过了大刀阔斧的改造，这些病毒载体不能复制扩增，也不能引发疾病，这样才能安全地“治”病而不“致”病。引发艾滋病的免疫缺陷病毒（HIV）、引发肺炎等疾病的腺病毒（AdV）和腺相关病毒（AAV）是目前作为基因治疗载体的热点，已经有几种基因治疗病毒药物得到批准用于临床治疗，同时还有为数众多的实验室研发和临床试验正在进行。

基因疾病往往是先天的，可能多数人觉得离我们比较远；但是癌症离我们的生活相对较近，绝大多数人都有认识的人罹患癌症。癌症是由不受控制过度生长的肿瘤细胞导致的，如果能找到一种只感染肿瘤细胞的病毒，让它在肿瘤细胞里复制增殖，而不影响周围的正常细胞，就有可能控制甚至杀死肿瘤细胞。这就是用于抗癌治疗的溶瘤病毒。当然，天然存在的只杀肿瘤不伤害正常细胞的溶瘤病毒很难找到，所以更多的研究是怎么把常见病毒改造成能够“明辨是非、分清敌我”的溶瘤病毒。

超级细菌大家一定有耳闻。在长期大量使用抗生素后，部分细菌成功习得了多重耐药的技能，变得“百毒不侵”。面对这种超级细菌导致的感染，目前市面上所有的抗生素都毫无效果，人类就快要束手无策了。这时，噬菌体，这种专门针对细菌的特殊病毒，提供了一线希望，利用噬菌体对抗超级细菌感染的治疗方法，就叫做噬菌体疗法。

04

病毒可以作为纳米材料

很多常见的物质被加工到纳米级尺度后，会产生很多在大尺度下不具有的新特性，这就是纳米材料。依靠人工把物质加工成纳米级的均一材料非常困难，但是病毒的大小就在几十到几百纳米之间，而且同一种病毒的结构大小也是均一的，正是自然界提供的天然纳米材料。所以，有些研究在尝试把病毒“掏空”仅保留外壳，然后作为容器把药物放进内部或者挂在外面，做成纳米材料的药物。这种纳米药物更有利于在组织里扩散，更容易被人体吸收，治疗效果也自然更好。另外，还有人尝试把长管状的病毒作为支架，来生产纳米管，也取得了不错的效果。

05

病毒可以用于生物防控

农业上的病虫害防治往往采用化学农药，但是这会造成环境污染，还会误伤友军（益虫）。如果找到能够只感染害虫的病毒作为杀虫剂使用，就可以达到精准消灭害虫的目的。中国的很多省市开始推广使用甘蓝夜蛾核型多角体病毒作为杀虫剂，它可以有效防治几十种鳞翅目害虫，比如小菜蛾、地老虎、甜菜夜蛾、棉铃虫、烟青虫、甘蓝夜蛾、粘虫等。

除了防治害虫以外，病毒还可以用于藻类水华的生物防治。水华是一种因为水体富营养化导致的蓝藻等藻类大量爆发性生长的现象。那么利用同样的原理，可以利用特定的病毒（如蓝藻病毒或小球藻病毒等）来消灭这些过度生长的藻类，从而治理水华。不过，目前还只停留在测试阶段，用来评估治理效果和对环境的影响，还没有大规模使用。

更多可能……

作为一种特殊生命形式的存在，病毒的各种特性使它给人类造成了诸多困扰，但是同时也可能被用来解决很多问题。随着现代科学的不断深入发展，人类对病毒特性越来越了解（当然，也有很多还不够了解），改造病毒的手段也越来越先进（当然，技术本身就是双刃剑，在好人手里能行善，在坏人手里就会作恶）。基于深入彻底地研究，和脑洞大开的想法，我们可以改造病毒，弱化或去除我们不想要的功能，强化或增加我们需要的功能，这样就能惩“恶”扬“善”，化“敌”为“友”，把“邪恶”的病毒改造成为工具，帮助人类服务人类。

当然，病毒毕竟是病毒，在研究、改造、和应用过程中还是有可能出现无法预料的情况（比如生化危机里的T病毒和人猿星球里的治疗老年痴呆的病毒工具），所以研发或使用病毒工具一定要慎之又慎，务必要经过有远见的专家评估，在遵循生物伦理的前提下，在专业人士和社会公众有效的监督监管下，由受过专门培训的专业人员进行操作。这是“化敌为友”“敌为我用”的前提和保障。▉

知乎「向科学要答案」

我们常说「有问题，就会有答案」，但关于「我们是谁」「我们从哪里来」「我们要到哪里去来」这些关乎人类命运的大哉问，我们却迟迟给不出答案。也正因为如此，众多科研人才步履不停地向科学追索答案。

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