其他
新冠状病毒的传染力其实比流感要差很多
中制智库
作者:莫舟
文章来源:网易
【导语】病毒有一个生存规律,感染率高的致死率低,感染率低的致死率高。实际上新冠肺炎的致死率和传播率介于流感病毒和sars病毒之间,传播性高于sars,低于流感;而死亡率高于流感,低于sars(10%)。虽然新冠肺炎的传播很快,但是只要我们了解病毒的形成、传播模式,也就明白其实它的伤害并不可怕。
本文字数 | 5392字
阅读时间 | 17分钟
文:莫舟(深度私聊主笔)
原标题:《病毒把人类搞死,自己也死了,它的目的是啥?》
细菌是许多疾病的病原体,包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、沙眼等疾病都是由细菌所引发。而我们所熟知的麻疹、艾滋、流感、天花等,则是由病毒所引发。
因此,病毒和细菌这两种东西都非常小,但是完全不同的。细菌是一种单细胞生物体,生物学家把这种生物归入“裂殖菌类”。也就是说,它是一个活体细胞,所以我们如果被细菌感染,可以用抗生素杀死它。
但被病毒感染后,却是任何抗生素都没有效果的——因为病毒根本就不是一种生命体——它结构简单,只含一种核酸(DNA或RNA),是一种介于非生命体与生命体之间的特殊生物体,只有进入细胞中,才具有生命力。
也就是说,病毒自身没有新陈代谢的功能,也没有细胞,连细菌都不是。
但是,病毒进入到细胞里之后,它却能够自我复制,细胞会因此而受到伤害(改变),这就是造成我们得病的一个原因。
天花病毒
因此可以说,病毒这种特殊的生物体,是地球上最初的生命形式,不知道病毒的演化史,也就无法解开生命起源的奥秘。
前寒武纪,蓝藻的化石痕迹。蓝藻其实是一种细菌
生命密码编译
1
细菌一词来源于希腊语βακτηριον,意为“小棍子”,包括所有单细胞生物(细菌、藻类、真菌和原生动物)。
细菌是单细胞微生物,用肉眼无法看见,但用显微镜就可以观察的到。
我们知道,生物最小的单位就是细胞,作为单细胞微生物的细菌,其产生之早可以想象。
随着进化,细胞又分为原核细胞和真核细胞。地球上是先有原核细胞,后有真核细胞。
原核细胞没有细胞核,结构比较简单;真核生物有细胞核,结构比较复杂。细菌是原核生物,人类、老虎、狮子这样的多细胞动物则是真核生物。
细胞有一层薄膜,称之为“细胞膜”,细胞膜把生命包裹在一个相对封闭的、稳定的环境中,但又与外界保持着一定的能量和物质的交流。
拥有细胞的细菌的形成,无疑是生物进化史上最重要的一个跨越。
真核细胞和原核细胞的区别和内部结构
如果我们把细菌(原核细胞生物体)比作一台机器,这台机器实际上已经很复杂了,人类的科技发展到今天,能够制造宇宙飞船、汽车、甚至是人工智能(AI),但是却无法制造一个细菌,即组装一个活的生命体。这足以证明生物的复杂性。
制造生物的难度有多大?这就相当于我们把汽车的零部件装进一个盒子里,不断的摇晃,经过无数次的碰撞,最后摇晃出了一台迷你汽车,并且这台迷你汽车能够自行运转,而且还能够自我复制,通过不断的复制,不断的改进,出现了卡车、轿车、吉普车等等各种类型的大汽车。
RNA的结构
细胞是由分子组成的,分子是由原子组成的,地球的环境有利于有机分子形成大分子,不断组合。熟悉化学的人都知道,这世上有很多有序的化学反应,其实呢,生物进化的前身就是化学反应,即化学进化。化学反应也能够出现复制机制,只不过,这种复制机制不是很精确,在自然条件下,还有可能失控。
化学反应如果有精确的指令,那就好了,于是“RNA世界”就派上用场了。
RNA是核糖核酸,DNA是脱氧核糖核酸,核糖核酸和脱氧核糖核酸统称为核酸,是一种大分子结构。最初的生命世界,就是“RNA世界”和“DNA世界”。
生物学家一般认为RNA的产生先于DNA,DNA是RNA的近亲。
DNA在细胞内部的位置
最早实现自我繁殖能力的其实是就是RNA,并且这种繁殖是有精确指令的。
“RNA世界”诞生的同时,地球上还进化出了一些没有精确复制能力的细胞,这些细胞的结构比今天的细胞的结构要简单得多,它们在复制的过程中总是出错。但是,它们擅长新陈代谢。
直到有一天,这两个系统实现了共生,RNA寄生到了细胞之中,利用细胞的新陈代谢能力实现繁殖,而细胞得到的好处就是让新陈代谢有了指令,能够更加精确地复制自身。
两者达成妥协之后,新的细胞就产生了。因此,今天的一些细胞的最基本的一些功能,都是在漫长的时间里逐步进化和完善的。
Bajau民族具有人类独有的PDE10A基因。它使得巴瑶族的脾脏大了+50%,轻易可以潜水到-70米的地方。
这个俗称的“潜水基因”十分强大。科学家甚至认为,进一步进化,他们将可以像“亚特兰蒂斯”人一样,生活在水底。
1000年并不是很漫长的时间。以20年/代人计算,也只有仅仅50代人。
生物进化的速度,令人震惊。
病毒是如何影响人类进化的
2
因此,位于生物与非生物之间的物体,不仅有病毒,还有抗生素、质粒和复制子等等。
现在我们知道,病毒是进入细菌和多细胞生物的细胞之中,利用细胞的新陈代谢能力来实现繁殖的。相对来说,单链结构的RNA的变异能力强,DNA的变异能力要弱一些。
RNA寄生到了细胞之中,利用细胞的新陈代谢能力实现繁殖。打个不恰当的比喻:38亿年前,一个简单的生物体吞并了另外一个简单的生物体,然后,两者组成了一个新的生物体。
在现在的地球上,仍然存在着一些RNA病毒,它们进入细胞的方式,似乎一直延续着38亿年前的传统。
RNA病毒是没有DNA的,有DNA的病毒称之为“DNA病毒”。我们所熟知的麻疹病毒、埃博拉病毒、流感病毒都是RNA病毒;天花病毒、噬菌体则是DNA病毒。
病毒在没有找到它的宿主,没有寄宿在细胞里的时候,它是属于非生命体。因为它是非生命,所以就意味着我们现有的所有药物都杀不死它。因为它是非生命,当然不存在杀死它。
因为病毒本身没有代谢,它简单到由一段基因链(有DNA的也有RNA的)和蛋白质膜组成,相当于一份基因包裹。
为什么酒精和紫外线可以消毒?就是因为酒精和紫外线可以溶解病毒表面的蛋白膜,相当于把快递包裹的包装给撕了,里面的基因链就失活了。
病毒进入细胞的“门”被称为“靶点”。(这次的新冠病毒和SARS的靶点都是一种叫血管紧张素转化酶2的蛋白。由于入口主要在肺部,所以新冠状病毒的传染力比麻疹和流感要差很多。)
病毒进入细胞后,会释放出它的基因链,去篡改原来细胞核中的基因,使这个细胞变成病毒的兵工厂,复制出无数的病毒。这就是病毒简单而强大的繁殖机制。
病毒是可以在任何时候利用这些碎片化遗传信息的。换句话说,它们可以进入地球所有生物的基因库(细胞体),而像我们人类这样的多细胞动物,是无法进入其他生物基因库的,除非运用转基因技术。
世界上所有的人类都共享“人类基因库”,人类与黑猩猩则共享“灵长类动物基因库”。跨物种的遗传信息,是无法发生交流的,这就是说,多细胞动物的遗传灵活性大大降低了,而病毒和细菌依然保持遗传的多样性与灵活性,这也是它们的一个巨大优势,因此,病毒和细菌仍然是地球上的“霸主”。
在耶鲁大学科学家卡尔·齐默写的《病毒星球》里我们可以看到:我们这个地球到处充满病毒,比如我们看到的海水,一升海水里,起码有1000亿个病毒。
这不是“转基因技术”,而是一种转基因技术的自然手段,在生物进化史上扮演着重要的角色。
一个细菌的基本结构
答案是肯定的。科学家认为,人类至少有8%的DNA来源于病毒。
为什么这些病毒会进入人类的基因库呢?我们都知道人类感染病毒之后,病毒在人体内会有一个潜伏期,有的病毒潜伏时间长了,甚至都不知道自己来干嘛来了,从不危害人体,久而久之,我们人体就把它当作是自己的一份子了。
而且,我们和病毒的关系不仅是攻防,也有合作。卡尔·齐默在其著作《病毒星球》里就指出,所有哺乳类动物,当然包括我们人类,胎盘的产生就来自病毒的贡献。如果没有病毒的贡献,我们都进化不出来胎盘。
哺乳动物能进化出胎盘,就是因为哺乳动物的祖先感染了一种病毒而导致的,这种病毒把抵御免疫系统攻击的能力转移给了哺乳动物,并且落实到生殖功能上。
我们知道,胎儿的血型、基因与母亲是不一样的,但免疫系统却不会攻击胎儿。为什么?就是因为胎盘拥有了欺骗免疫系统的能力。
我们的身体不只属于我们
3
新航路开辟之后,感染了天花病毒的印第安人
人类患了普通的感冒、流行性感冒,都会咳嗽、会打喷嚏,这是病毒在利用人类的飞沫进行繁殖,诱使自己的宿主作出符合它们利益的动作。
而这些动作,我们人类自己是无法控制的。感冒了,如果故意抑制自己不咳嗽,那么,嗓子会感觉非常难受,咳出来才会感到舒服。打喷嚏更是如此,常常在不经意之间就打了一个喷嚏。
人类感染了水痘病毒,皮肤会痒,我们就会不由自主地抓痒。抓痒的过程,就是水痘病毒进一步传播的过程。
人类感染了霍乱病毒,会腹泻。腹泻就是有利于病毒通过粪便和水源进行传播。
这都是病毒为了自身的繁殖,而诱导人类做出一些符合它们利益的动作。病毒为了自身的繁殖,会想出来各种办法。
因此,我们的身体其实不仅属于自己,还属于身上的微生物。我们不要误认为,我们可以控制我们自己的某些行为,例如咳嗽、打喷嚏、腹泻就是我们所不能控制的。
我们身体里微生物的数量,超过了我们人体细胞的数量。
事实上,具有较长潜伏期的病毒,其实更聪明,它能够在潜伏期内不知不觉地进行传播。
不断进击的病毒
4
换句话说,有些病毒,为了生存,会主动朝着适应宿主的方向快速进化的。为了便于理解,我们用西方吸血鬼的故事来打比方。
宛若情人,摩挲着你的颈部。这样温柔缠绵的过程,有着一个非常诗意的名字:“初拥”。英文叫做The embrace.
“初拥”之后,人就变成了吸血鬼。同时也获得了“再次传染”的能力。如果她再去咬一个人,这个人也会变成吸血鬼。
传说中,德古拉是第0代。凡是被德古拉亲齿过的,是第1代吸血鬼。他们也具有非常强大的魔力和传染力。有好几个“亲王”级的人物。
凡被1代吸血鬼“初拥”的。称为2代吸血鬼。法力有所下降。再传染,则是3代,4代………依次类推。
整个逻辑中,最重要的一点,是法力“逐代降低”。好比驱魔人去到乡野郊区,随便来一群杂兵喽啰,三二下就杀光了。
病毒也是这样,从一类宿主到了另一类宿主身上时,会为了适应新宿主而快速进化,减少新宿主免疫系统对它们的“剿杀”。
病毒的寿命都是很短的。一般都不超过7天。甚至1天。为了生存,它们不得不快速“繁殖”(分裂,进化),“人间三月,病毒千年”。
按照生物学标准的“变异——生存”模型。今天的病毒A,明天裂变出儿子A1,后天裂变出孙子A2……
对于A1,它有很多兄弟辈。可能有十万个数量级。哪个最有可能在新宿主体内活下去呢?
答案是:“最不像爸爸”的那个。
A1a、A1b、A1c三兄弟:
A1a感染后病人嗝屁。尸体被火化。A1b感染后病人发烧。被隔离观察。A1c感染后啥事没有。继续传播下一个。
可见,“病毒害”最轻的病毒,传播最广,生存几率最大。
经济学有句术语:
消费者和消费者竞争。生产者和生产者竞争。生产者和消费者从不竞争。同支同源的同胞兄弟,最容易和你竞争相同的土壤、水源、蛋白质。当每个人身上都携带无害的A1c,则留给恶性兄弟A1a、A1b的“生存空间”就会减少。它们会因为没有食物(细胞体)而“饿死”。
人的身上,长期携带几千种病毒。都是当年各种“传染病”遗留下来的。这些病毒的存在,使得人类不会再受“类似”病毒传染。比如,康熙皇帝得过天花后,就被确定为皇位继承人——在那个时代,天花是一种人类很容易患,却又很难治愈的病。但是一旦熬过去活下来,体内就有了所谓的抗体——不再怕感染天花的小康熙,顺利接过皇位。
故而,在每一代的“复制”传播中,只有最“人畜无害”的病毒,才能人丁兴旺。
烈性病毒是怎么回事
5
但为何又有些病毒,非常的凶猛,人体感染之后,很快就会发病,并且还会死亡?人类死亡之后,这些病毒也将随之失去了“栖息地”而死亡。当宿主死亡速度超过传播速度,随着宿主的死亡,病毒也就一起凉凉了。那病毒为何自取灭亡?
实际上,有时候病毒也是没办法的,因为宿主不一样,它的进化亦并非万能的。简单来说就是,很多病毒在遇到人之前没有做好跨种传染的准备。比如我们知道的蝙蝠,身上带有很多病毒,一旦传到人身上,人就受不了。
要知道,即便是人和人之间,免疫力也是各不相同的,更何况是从原来的野生动物宿主身上来的病毒呢。
总之,高度毒力的做法对于病毒自身是不利的,但病毒有时也没办法,它们首先要自保,这个过程的进化可能就朝着不同的方向奔去——促使新宿主向原宿主靠齐,结果就是新宿主受不了,死亡。一种就是进化适应新宿主,大家和平共处,通过岁月,慢慢相互作用。
简而言之,病毒虽然没有思维,但是庞大的数量会构成进化算法。它们非常“聪明”,会快速变异以便于更好的传染。不利于传染的变异个体很快死掉了,只有那些适于生存和传染的变异体才会走得更远。
所以,一般来说,病毒在进化和变异的过程中,它会向着那种低毒性和更强的传染性发展。低毒性和传染性对病毒本身来说是有利的,以便于自己在宿主体内长期生活,以及“传染”更多的宿主。