脑洞君:新冠肆虐,全民抗疫。放眼近些年的病毒带来的疫情,包括这一次,都是从未见过的新型病毒所致。随着人类社会的发展,新型病毒出现的愈来愈频繁,让我们无法再对这些看不见的微小生物掉以轻心。
这是一篇关于病毒传播的科普:从野生动物到人类,再到更多的人,纳米级别的病毒是如何引发一场肆虐全球的流行病风暴的?希望对你有所启发。只有更好地认识它们,才能够更好地打败它们!
病毒是一种个体微小的非细胞生物。它结构简单,由遗传物质DNA或RNA以及包裹它们的蛋白质外壳组成。病毒没有独立生存的能力,必须在其他活细胞内寄生。
当病毒寄生到别的生物的细胞中,它们抢夺细胞中的营养和能量供给自己生存繁衍,这就是病毒的感染。
不过病毒的感染跟致病是两个概念,事实上,能够感染我们人类的病毒多的数不清,但是它们中的大多数并不会让我们生病。这是因为我们人体有免疫系统啊。
如果免疫系统的功能正常,大多数感染我们的病毒会和我们的免疫系统保持一个动态平衡,就是基本打个平手,你伤不了我,我也不能把你怎么样,就这么互相抗衡着。
自然界中只有少数的病毒能够击穿我们的免疫系统,这些病毒才是会让我们生病的狠角色。它们通常都是人类之前没有接触过的新型病毒。
如果你对近些年几次大的疫情有所了解,就会发现这一点,比如我们今天还在艰难面对的新型冠状肺炎病毒。因为之前没交过手,所以,我们的免疫系统对它的应对能力有限,就落了下风。
这是因为病毒选择宿主有原则的,这个原则叫做“锁匙”系统。每个病毒的蛋白质外壳上都有特定的分子“钥匙”,对应着匹配宿主细胞表面特定的分子“锁”。只有钥匙和锁眼能对上,进入细胞的大门才能打开。
所以,植物病毒,或者是昆虫真菌细菌病毒都不大可能会感染人类,因为细胞表面的分子锁眼差异太大。
一把钥匙配一把锁
但是人类和动物,尤其是和哺乳动物乃至灵长类动物之间就不一样了,细胞锁眼就很有可能高度相似,一种病毒在两者之间传播的阻力就小多了。
野生动物就不同了,它们跟人类离的太远,它们身上的病毒对于人类的免疫系统来说,那可不都是充满了未知风险的“新对手”吗!
1、直接接触
其实人类进入文明社会以来,跟野生动物的直接接触就越来越少了。不过是变少,不是没有。
除了这些因生活所迫的可怜的人们以外,还有一些人是主动选择跟野生动物发生亲密的接触,就是吃野味。这使得世界各地的野生动物有机会出现在人类的农贸市场、屠宰场和餐桌上。这自然又为病毒的跨物种传播创造了更多机会。
无论是当年的SARS,还是这场新型冠状病毒肺炎,都是吃野味造的孽。
2、间接接触
除了直接接触以外,病毒的跨物种传播还有一种更加隐蔽的方式,就是通过那些跟我们人类关系亲密的家畜和宠物。
我们前面说到,家养动物本身的病毒已经不会对人类造成很大的影响了,但这不代表它们就不会对病毒的传播贡献力量了,相反它们一直在源源不断地给人类输送危险的新型微生物。
尼帕病毒是一种对人类杀伤力很强的新型病毒,会引起严重的神经系统症状。它最早在马来西亚的一个村庄被发现,并且以这个村庄的名字命名。1999年的时候,在马来西亚和新加坡总共出现了257个病例,其中有100人死亡,幸存者也有超过一半的人留下了脑损伤后遗症。
调查人员发现,病人当中绝大多数是是养猪场的工作人员。开始以为病源在猪身上,不料,顺藤摸瓜一调查,发现罪魁祸首竟然是一种叫做狐蝠的野生大蝙蝠。当地的农民习惯在养猪场周围种上芒果树,狐蝠常常成群结队地来吃芒果。然后又把吃完地芒果核扔到猪圈里。猪捡了这些芒果核来吃,就染上了蝙蝠唾液和尿液中尼帕病毒。养猪工人跟染病的猪密切接触之后,就感染了这种来自野生蝙蝠身上的病毒。
对于许多像尼帕病毒这样的新型病毒来说,家畜和宠物们充当了一座桥梁,让它们从野生动物到人类的传播之路变得容易了。现代化的农场、养殖场和肉制品工厂更是把这种桥梁作用成千上万倍的放大,让更多的人类直面致病病毒的威胁。
病毒实现跨物种传播,从动物跳跃到人类身上,让人生病,这只是病毒进阶的第一步,如果不能得到有效的控制,它就会在人群中广泛传播开来,最后酿成一场肆虐全球的流行病。比如当年的SARS,还有20世纪初那场恐怖的西班牙大流感。
你可能会觉得,人类社会越发展,流行病越不容易发生啊,因为医学和科学手段先进了,也就能更加有效地控制病毒的传播了嘛。但这只是问题的一个面,另一面正好相反,人类社会的高速发展,反而加速了病毒的传播。
西班牙大流感的美国报纸
有下面这几个因素会影响病毒的传播进程:
1、人口的大规模聚居。
病毒传播需要宿主,当人口规模小的时候,病毒就很容易灭绝。但是人类自农业社会以来,由开始的小村庄到小城镇,最后发展到有几千万人口的大城市,这让病毒的传播变得容易了,也让很多本来面临灭绝的急性病毒有机会在人类中长久地停留下来。比如天花、麻疹和脊髓灰质炎病毒等等就是如此。
2、交通网络的发展。
从船舶到汽车、火车,再到飞机,人类交通方式的进步为病毒的传播带来了前所未有的广阔天地和快捷通道。
据估算,在欧洲殖民期间,由船只带到美洲大陆的天花病毒杀死了阿茨特克、玛雅和印加文明区多达90%的居民,这是一场惨绝人寰的大屠杀。而天花只是这一时期沿着航海线扩散的众多致命病毒之一。
等到了20世纪,公路铁路这样的陆路交通开始发展起来,更是让病毒的触角有机会延伸到了世界的每一个角落。
比如艾滋病毒,科学家们认为它应该是在1900年前后就已经从黑猩猩跳到了人类的身上。但是,艾滋病真正步入流行病的行列却是在20世纪80年代。
为什么呢?一些科学家的研究显示,正是20世纪全球大范围的公路和铁路线的建设为艾滋病毒的疯狂肆虐创造了条件。
当然还有飞机。飞机让病毒的传播插上了真的翅膀。
2003年2月21日,住在香港维景酒店的一名客人得了严重的急性呼吸道综合征,他所携带的病毒传染给至少16个人。这16个人乘坐飞机几个小时之后分散到全球各地,转而将病毒传染给32个国家的成千上万人。这就是SARS的起源。病毒之所以能够如此快速的传播,便捷的国际航班功不可没。
发达的交通让世界成为了一个真正的“地球村”,病毒正以意想不到的速度在这个地球村内快速传播。
3、医疗技术的发展
你可能觉得奇怪,医学的发展这是为了和疾病抗争,是为了让我们更健康啊,怎么也成了病毒传播的帮凶了呢?
这是因为一些挽救生命的技术,让人和人,甚至和动物之间的接触变得更加的亲密和直接了。
比如说输血。我们人类进入文明社会以来,要接触彼此的血液并不容易。但医学上的输血是个例外。输血挽救了无数人的生命,也提供了全新的病毒传播的方式,尤其是那些通过血液传播的病毒,
虽然,我们现在都会对血液捐献者做一些筛查,像艾滋病毒、乙肝、丙肝病毒这样常见病毒不太可能通过捐血流程,但是,肯定有很多我们不知道的新型病毒和其他的不明微生物随着输血直接进入一个完全陌生的人的体内。
再比如器官移植,除了可能带来跟血液一样的后果之外,还有自己的问题。这就是异种器官移植带来的隐患。
因为移植器官的缺乏,迫使外科医生去寻找人类器官的替代品,他们通常会选择来自近亲动物的器官,主要是为了减少排异反应。比如20世纪80年代,就有几例备受瞩目手术。有一例是一个出生12天的早产女婴,因为患有严重的先天性心脏病,医生给她换了一个狒狒的心脏。另一例手术是一名患有艾滋病的男士,他接受了一只狒狒的骨髓移植。
我们已经知道近亲动物身上的病毒几乎可以毫无阻碍地感染人类,所以像狒狒这样近亲动物身上的器官移植到出生不久的婴儿,或者是免疫系统本身就脆弱不堪的艾滋病人身上,这无异于是在玩大冒险。
除此以外,通常我们认为安全的疫苗也可能出现问题。
比如20世纪五六十年代的时候,我们通过短尾猴肾脏细胞培养生产骨髓灰质炎病毒疫苗。一些猴子的肾脏感染了一种叫做猴空泡40的病毒。这种病毒能使啮齿类动物得上癌症,也能使实验室培养的人体细胞出现异常增殖。1960年,仅在美国就有30%的疫苗受到污染,从1955年到1963年,大约有9800万的美国人可能接触到这种病毒。
好在这种病毒不是高风险的致癌病毒,也许是其他原因,总之,最后,人类有幸逃过一劫。
不过,疫苗总的来说是安全的。它的初衷是来保护我们而不是为害。
用动物组织生产疫苗是一种很常规的疫苗培养手段,我们要做的就是对疫苗生产保持警觉,并实施严格的卫生监督程序,怎样严格都不过分。
现代社会的高速发展在带来经济、医学和科学进步的同时,也把人类自己推向一个和各种新型病毒近身肉搏的世界。这些年,各种新型病毒疫情,包括这一次的新型冠状肺炎病毒疫情也的确给我们郑重提了个醒,让我们得以窥伺到这些小得不能再小的生物的巨大威力。
无论我们愿不愿意,在和病毒的互动中,我们已经走得太远。人类和病毒的战役已经打响,谁将会是最后的赢家?我们拭目以待。