“病毒跟我们一样，是自然的一部分。在这么多年的配合生计中，它塑造了我们的免疫系统，甚至成了我们一些主要生理功效中不可或缺的一部分。”本文来自民众号：格致论道讲坛（ID：SELFtalks），作者：朱华晨（汕头大学、香港大学团结病毒学研究所副所长），题图来自：影戏《新木乃伊》

说到病毒，绕不开的一定是新冠。

人人可以看到，2020年的这一场疫情，改变了我们每一个人的生涯。

截止到8月23日，全天下有跨越2300万人被熏染，殒命人数已经突破了80万。

这些冷冰冰的数字，说的不仅仅是几千分之一、几万分之一的熏染和殒命概率，它说的是血淋淋的悲剧，在已往的这八个月里，一再地重演。

当我们回顾历史，在已往的这一百年中，从1918年西班牙流感，到1957年、1968年、2009年，一直到今天，我们至少履历了五次大规模的全球性瘟疫大盛行。

每一次盛行，殒命的人数少则数十万，多则几万万，甚至上亿。以是我们看得到，病毒对我们生涯的影响是异常伟大的。

病毒的结构

小小的一个病毒，它的直径不过是几百纳米而已，而且一旦离开了细胞，它就再也不能滋生和复制自己。

然则，病毒虽然很小，实际上它却是异常乐成的。

到现在为止，我们知道的所有有细胞的生物，大到人类、动物、植物，小到细菌、真菌，它们都有各自怪异的病毒。

病毒小，它小到什么水平呢？

若是我们把一个病毒和一个气球相比，它们的直径差距也许是一万万倍。一万万倍这个观点，也许相当于我们拿一个气球，跟地球比大小。

病毒不仅很小，而且它的结构也异常地精简。

不管是什么结构的病毒，它一定具有两个基本结构：一个是核酸，就是它的基因组，基因组编码了病毒生命流动中所需要的所有遗传信息；另一个是卵白质外壳，包裹在核酸外边。

病毒的卵白质外壳跟人类相比，没有很大的差别，一样是常见的20种氨基酸排列组合而成。

病毒的基因组，实际上跟人类更是靠近，就是由ATCG四个碱基组成。

病毒碰着什么样的宿主，就会使用什么样的细胞复制机制来到达滋生自己的目的。

从这个意义上讲，核酸和卵白，是我们人类、动物、病毒通用的生命的语言。

正是由于掌握了这种语言，以是病毒可以很轻易地挟制我们的细胞系统，行使细胞来表达和滋生自己。

反过来，我们也可以行使病毒，让病毒为我们服务。

病毒的演化史

病毒这么乐成，又这么精简，这幺小的器械，它到底是从哪里来的呢？

在病毒的演化史上，一样平常我们有三种假说。

第一种假说，以为病毒是自起源的。即最早的时刻，病毒不需要细胞，它是从最简朴的无机生命天下里，一点一点地转变成今天这样子。

第二种假说，以为病毒的滋生需要细胞，它有可能是细胞泛起以后才演化出来的。

这里有一个可能性，即病毒可能是细胞中的一部分，由细胞内里的某一些具有自力自主复制能力的基本元件，通过重新打包、重新组装，把自己酿成了一个自力的、有侵染性的病原体。

第三种假说，以为病毒和细胞，有一个异常远古的配合祖先，那时刻病毒不是病毒，细胞也不是我们今天所说的细胞。

原始的病毒和原始的细胞，它们各自沿着自己怪异的进化历程，平行地演化。

有一天病毒遇到了细胞，它们两个发现原来连系在一起照样不错的，病毒就入侵到细胞里，一个成为寄生者，另一个成为被寄生者。

实际上，这三种假说之间并不相互排挤，可能差别的演化和历史阶段，病毒会接纳差别的计谋和途径，去杀青自己顺应环境、顺应细胞的目的。

新发感染性疾病的特点

当我们回望已往30年，实际上我们履历了许许多多、林林总总的新发感染性疾病，有禽流感、猪流感、SARS、MERS、新冠病毒，另有尼帕、亨德拉、埃博拉，以及寨卡、疯牛病等等。

这些新发感染性疾病相对照起来，它们有一些配合的特点。

首先是新，由于它新，以是我们大多数人身上是没有抗体的。另外，我们也没有疫苗，很难展望下一个新发盛行症到底是什么。

第二个特点就是，这些新发感染性疾病都是来自于动物。

另外，我们留意到除了导致疯牛病的朊病毒外，其它都属于RNA病毒。

在我们赖以生涯的生态圈中，我们天天都要跟许多动物发生接触，或者跟它们配合生涯在同一个环境里。

有林林总总的家养动物、宠物、野生动物，有时刻还会有蚊虫跨过差别的动物种类，跨界把病原体带到我们身上。

在已往这千百万年的配合进化中，实际上病毒已经和自己的宿主杀青了优越的平衡，它们大多数情形下跟自然宿主是相安无事的。

可是，我们人类作为一个新的宿主，若是我们不小心或者意外地把自己露出到病原环境中，或者接触到这些带着病毒的动物体，我们就有可能被熏染上。

由于我们身上没有预存的免疫系统，或者是抗体。

另一方面，病原若是恰好具有了跨物种流传的能力，就有可能熏染到人类，而且引发对照严重的公共卫生事件。

上面说到，这些新发盛行症病原大部分属于RNA病毒，RNA病毒有什么特殊性呢？

RNA病毒这么容易引发新发盛行症，其中一个原因是RNA病毒基因组异常小，复制很快，突变效率异常高。

对RNA病毒来讲，它的RNA聚合酶没有校正功效和保真功效，以是在复制过程中，每一次都市发生许多突变后裔。

这些突变后裔到差别环境、差别宿主里，很容易可以找到顺应的环境，而且把这种顺应的特征延续传代传下去。

另一方面，由于RNA病毒的突变率异常快，这导致了一个欠好的效果，就是当我们好不容易找到一种药、一个疫苗或者一种抗体的时刻，RNA病毒很容易通过突变，让自己获得耐药性，或者通过免疫逃逸跑出去。

我们人类基因组有30亿个碱基对，对RNA病毒来说，最大的是冠状病毒，它的基因组只有3万个碱基，3万个碱基跟人类比起来，就是十万分之一。

另外，现在为止我们所知道的天下上最小的RNA病毒是丁肝病毒。

丁肝病毒总共只有1600多个、快要1700个碱基。这1700个左右的碱基，编码的只有一种卵白质，这种卵白质能把自己继续打包成一大一小两个异构体。

在中心部位，蓝色这一圈就是大的卵白和小的卵白，组合起来包裹着中心的一团核酸。

更外围的这一圈，是病毒从细胞内里拿到的细胞表膜，另有其他病毒的一些卵白。

以是病毒是一个异常精简、异常节约的生命形式，它可以尽最大能力地去行使好它在细胞内里能够拿到的资源。

亦敌亦友的病毒

我们每次提起“病毒”，能够联想到的总是又“病”又“毒”，似乎稀奇地恐怖。

人人一定稀奇希望能把病毒除之而后快，对不对？

实际上，在进化过程中，真正伶俐的病毒绝对不是那种，一来就把宿主搞得严重生病甚至殒命的病毒。

对于一个生命体来讲，最大的、本质的义务，就是要把自己复制保留下去，把自己的基因组最大水平地延续下去。

以是，从病毒的角度上来讲，把宿主弄死、弄残、弄病，这些都不相符它的基本利益，真正伶俐的病毒一定是那种默默地隐蔽在身体内里，默默地行使宿主，默默地从中得益的一些病毒。

我们每一个人身上带的微生物，可以多达100万亿个。如果一个人以100斤的体重来算，我们身上所带的细菌至少有一到三斤。

你可以想象到，我们人类或者其他动物，就像一个可以行走的微生物库一样，我们带着许多的病原体，天天在这里好好地生涯着。

就像在我们的呼吸道内里，常年会有也许一百多种病毒借居。这么多的病毒借居在这里，它们到底对我们的身体有什么影响，它在那里干嘛？

大多数情形下，若是我们的免疫系统是正常的，我们跟病毒之间是相安无事的。

从另一方面来说，病毒这样的存在，也有可能对我们的身体有一定的利益。

比如说，我们知道细菌中有许多的益生菌，对身体是有利益的。

我也不清扫病毒有一种可能性，当这些相对温顺的病毒占有了你的身体的时刻，实际上它对一些烈性病原体有排挤作用。

这些很温顺、很稍微的病毒存在于身体内里，可以时不时刺激机体发生一定的免疫反映，这些免疫反映可以辅助你清除掉系统内里的病变细胞，甚至是肿瘤细胞。

以是应该说，病毒跟我们杀青了一种平衡，可能对我们的身体是有利益的。

从进化的历史来讲，最乐成的一个病毒，可能要算逆转录病毒了。

上面提到，人类基因组有30亿个碱基对，这其中有8%是来自病毒的，稀奇是来自于逆转录病毒。

以是可以说，在亿万年的进化里，这些病毒已经成为我们身体里的一部分。

比如说我们的免疫系统、生殖系统、神经调治，另有一些认知的功效，甚至是影象的功效，都跟逆转录病毒调治，以及它们遗传给我们的这些基因有着或多或少的关系。

最著名的一个例子，可以看一下由逆转录病毒编码的合胞素卵白。

合胞素卵白存在于精子头部，当精子去寻找卵子的时刻，合胞素卵白能够辅助精子找到卵子，而且把它跟卵子上面的卵白勾在一块，辅助精子和卵子之间发生细胞融合。

为什么叫合胞素？由于它可以促进两个细胞之间相互融合。

除了精卵连系，对于哺乳动物来讲，胎儿在妈妈肚子里的时刻，要通过胎盘获得妈妈供应的营养、氧气。

然则，作为一个外来的机体，胎儿实际上没有受到母体免疫的攻击，这是为什么？

实际上，胎盘里存在许多逆转录病毒遗留下来的基因，这些基因中有一些可以辅助我们调治，而且阻止妈妈的免疫系统识别和攻击胎儿。

另有一些基因，就像适才说的合胞素基因，可以促进细胞和细胞之间的融合，通过脐带和胎盘毗邻，而且更进一步跟妈妈的身体连在一起。

以是，就这个情形来讲，逆转录病毒塑造了哺乳动物，辅助了我们的进化。

接下来，看一下另一个自带光环的小病毒，它的名字叫腺病毒。

在它的细胞外面，我们看到的小小突起，是它识别细胞受体的一些小卵白、小工具。

腺病毒是动物群体里异常常见的病毒，它对照温顺。像我们人类，一辈子都要熏染许多次腺病毒。

腺病毒通常熏染的地方是呼吸道，另有消化道。稀奇是对儿童，经常引起一些伤风样的症状或者稍微拉肚子，或者延续几天的发烧。

实际上，由于我们时不时会熏染这个病毒，以是它照样有一点憎恶的。

然则，最近几年里，这个病毒在生物界，它屡建奇功，大放异彩、大出风头。

由于腺病毒的基因组异常稳固，我们人类对它的领会、研究异常透彻。

以是我们知道它的基因组内里哪些基因是有用的，哪些基因是对我们有害的，哪些基因是可以被替换的。

我们可以通过基因工程把欠好的基因拿掉，把好的基因留下来，把那些无关紧要的替换掉，换成我们想要的目的卵白进去。

人人最近应该都听说了许多陈薇院士和她的新冠疫苗的故事，她所用的新冠疫苗系统，就是行使腺病毒作为载体，在上面装载新冠病毒外面抗原，行使腺病毒做小工厂，辅助我们把新冠病毒的抗原表达出来，到达帮我们唤起免疫系统以及抗体反映的目的。

现在在基因治疗领域有四大当家花旦，腺病毒是内里的头牌。

我们可以把腺病毒基因换成能专门攻击肿瘤或者对于病变基因的一些产物，通过病毒熏染，可以瞬时释放出一些对身体有用的药物，这些药物可以辅助我们精准实现治疗和纠正错误表达基因的功效。

就像适才提到的腺病毒，在溶瘤病毒应用当中，它也是大放异彩的。

比如说，当我们给病毒装载上一个靶向肿瘤的基因时，或者专门杀灭肿瘤的基因时，腺病毒以及其他病毒都能被我们所用，酿成一个专门定向肿瘤的“核导弹”。

在已往一百年里，由于弗莱明发现了抗生素，以是细菌对我们来说，不再是一个太大的问题。

最近几年由于抗生素滥用，以及细菌进化，现在耐药菌越来越多，甚至泛起了林林总总的、抗生素对它没有抑制效果的超级细菌。

我们讲，敌人的敌人就是我们的同伙。

上面有提到，细菌也有它自己怪异的病毒，专门熏染细菌而不会熏染其他动物、植物细胞的病毒，我们通常把它叫做噬菌体。

噬菌体实际上可以辅助我们，成为专门对于超级细菌或者其他有害细菌的大杀器。

讲到这里，人人是不是以为，实在病毒看起来也没有那么憎恶，那么恐怖了呢？

时刻做好应对病毒的准备

然则，所谓非我族类，其心必异。

作为病毒，照样不停往前演化的。若是我们欠好好领会它、研究它，可能未来有一天，它们还会卷土重来，对我们造成对照严重的危害。

以是我们要时刻做好准备，研究透彻，搞清晰对方这些似敌非敌，似友非友的病原体。

下图是香港大学新发感染性疾病国家重点实验室的内景，最右边是进入生物平安三级实验室的大门，这个门是一个完全的气密门。

充气关闭的时刻，即便你用水淹它，水也不能渗透到门内里去的，以是它异常密闭、异常平安。

生物平安实验室，基本设计理念就是全不锈钢打造的一个大盒子，盒子内里套着一个个小盒子，当你往内里走的时刻空气是抽成负压的，以是空气只能从外边流到内里去，而不会逆向从内里流到外面来。

所有进入的空气都要经由层层过滤和消毒，释放出来的空气也要经由消毒和过滤，其他器械要通过高温高压、化学消毒、熏蒸才可以拿到外面来。

在一样平常工作中，我们首先会到林林总总可能有病毒存在的地方去征采病毒，监测病毒，看看最近病毒有没有发生什么异常转变。

若是我们发现有一些可疑的病毒，或者存在风险的病毒，我们会把它带回实验室，放在差别的动物模型内里，看看它的致病机理是什么样子的，另有为什么它会有更好的流传性或者致病性。

另外，我们也会通过种种现代的生物学手艺，去开发疫苗、药物、单克隆抗体，所有这些都是为了让我们跟病毒更好地共存和相互应对。

讲完了病毒的故事，我应该说，病毒跟我们一样，是自然的一部分。

而且，在这么多年的配合生计中，它塑造了我们的免疫系统，甚至成了我们一些主要生理功效中不可或缺的一部分。

你不要看它简朴，实际上它并不比我们低级，人人能一起进化到今天，就是人人都顺应了我们各自的环境，人人都是进化历程中乐成的幸存者。

我们说没有永远的敌人，也没有永远的同伙，关键是我们要怎样去领会清晰对方，而且行使对方、革新对方，使用好对方。

最后，我想说的是，病毒学实在是一个异常有意思的研究领域，除了我们搞生物的、搞医学的、搞化学的，实际上这个行当也需要许多搞物理、搞工程、搞数学、搞计算机的。

以是我很希望年轻一代能有更多的人加入我们，人人相互合作、相互相同、相互协调，只有这样，我们才气更清晰领会我们的对手，而且革新好它、行使好它，到达相互平衡、配合发展的最终目的。

本文来自民众号：格致论道讲坛（ID：SELFtalks），作者：朱华晨（汕头大学、香港大学团结病毒学研究所副所长）