病毒的真相!透过新冠肺炎看庞大的病毒世界(二)

导读:肆虐全球的各大病毒,与此次先关肺炎有何不同?

近日WHO总干事谭德塞宣布新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情为全球大流行(pandemic),并表示情况将进一步恶化。疫情走到今天,中国基本稳定了,但世界又起来了。


笔者上一篇文章《病毒的真相!透过新冠肺炎看庞大的病毒世界》简要介绍了病毒的由来、概况、及2种常见的病毒,本篇将继续分享病毒的世界,介绍令人闻之色变的HIV、埃博拉等病毒,以进一步理解病毒的发现及生存逻辑。


HIV:源于灵长类的瘟疫


1981年7月,几位洛杉矶医生注意到一个奇怪的“巧合”:1980.10~1981.05期间,该市有5名男子因患有同样罕见的卡氏肺囊虫肺炎而入院治疗。这种疾病大多数人在童年的某个时刻都曾把它吸入到呼吸道里。但人的免疫系统会迅速干掉这些真菌,并产生抗体从而保护人一辈子。然而,这5名患者的症状并不典型,他们都是男性,在患上肺炎之前健康状况良好。当时他们并不知道,这5名病例,竟然会迅速演变成当代历史上最恐怖的流行病...


5位患者确实有细胞层面的免疫功能障碍,真正的始作俑者即是人类免疫缺陷病毒(HIV),也就是艾滋病。自20世纪80年代被发现后,HIV感染了6000万人,并让其中一半失去了性命。


表1:艾滋病毒病例和艾滋病毒死亡人数/全球统计数据

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艾滋病虽声名在外,但实际上传染性并不强,哪怕患者在你身边打喷嚏,甚至握手,都不会被感染。艾滋病只能通过特定种类的体液—血液、精液等进行传播。所以,无保护的性行为会传播病毒,人输了被病毒污染的血也会被感染,准妈妈如果是携带着也可能把病毒传染给未出生的孩子,吸毒者共用针头也极有可能被感染...


20世纪80年代初,一大批疑似卡氏肺囊虫肺炎患者涌进医院,其实,他们都是HIV病毒感染者。就这样,在找出病毒之前,医生就先见识了HIV的厉害。他们把疾病命名为获得性免疫缺陷综合征,简称艾滋病(AIDS)。1983年,也就是在人们首次观察到艾滋病患者林昂限制后,一组法国科学家才从患者体内真正分离出了艾滋病毒,更多的研究也都确认艾滋病的源头就是HIV病毒。但与此同时,在美国和其他国家,艾滋病病例陆续涌现。


科学家耗费了30年的时间,才大概摸清了艾滋病的根源。第一条线索来自患病的猴子,1985年新英格兰灵长类动物研究中心的科学家尝试将HIV抗体加入病猴的血清,结果这些大分子竟然真的“钓”出了一种新病毒,科学家将其命名为猴免疫缺陷病毒,简称SIV。1991年纽约大学的科学家在西非白顶白眉猴体内找到了一种和艾滋病病毒极为相似的病毒;且随着进一步的研究,在演化的历史中白顶白眉猴所携带的SIV病毒曾多次完成跨物种跳跃,迁移到人类群体,并分别演变成不同的HIV-2病毒株,这个过程竟多达9次!


HIV-1是艾滋病的主要罪魁祸首,搞清楚HIV-1的来源用了更长的时间。1989年法国发展研究院和蒙彼利埃大学的病毒学家玛蒂娜彼得斯和她的同事们在非洲加蓬的豢养黑猩猩身上发现了一种类似HIV-1的病毒。为了研究这种病毒,研究人员去到了位于赤道非洲的森林,收集粪便,而结果是所有黑猩猩粪便中都分离出了SIV病毒株。其中,喀麦隆南部黑猩猩体内的病毒和HIV-1亲缘关系最近。2006年,科学家宣布,在喀麦隆的大猩猩体内也找到了SIV病毒。


科学家掌握的所有证据都指向了同一个HIV-1病毒起源的假说,即:多年前,和HIV-1同源的SIV病毒一直在非洲的黑猩猩群体中不断传播,一次偶然的机会让它们感染了一只大猩猩,之后大猩猩感染了黑猩猩,喀麦隆的猎人进一步猎杀黑猩猩和大猩猩,从而被感染。但20世纪以前,这些猎人的活动远离人群,而20世纪初,沿河开展的商业行为使得病毒开始迁徙、复制、突变、增殖,从而升级为感染人类的病毒。2005年,艾滋病死亡率达到历史最高,当年有250万人因此失去生命;到了2013年,死于艾滋病的人数降到了150万。


艾滋病疫苗仍然是实现死亡率降低最有效的办法,而抗HIV药物的广泛使用也能让已经感染艾滋病患者体内的病毒数量得到控制。现在人类对HIV的了解已经非常深入,我们甚至对一百年来病毒为适应人类而做出的分子层面的改变都了如指掌。我们完全有可能在此基础上逐一去破坏这些适应性状。换句话说,防治艾滋病的未来,答案或许都藏在它的过去之中。


表2:2000年至今上市的艾滋病疫苗&抗HIV药物

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埃博拉:《战狼》中的非洲瘟疫


2013年12月2日,几内亚东南部的梅里安多村,一名2岁的男孩病倒了。孩子显示发烧、之后开始剧烈呕吐、并伴有喷射状腹泻、便血,4天后,孩子还是死了...然而,这并没有结束,男孩4岁的姐姐随即出现了同样的症状,并很快死去,再后来是母亲、祖母...更恐怖的是,照顾他们的助产士、外村的护士也被感染,也相继死去。由于梅里安多村地处几内亚、塞拉利昂、利比里亚边界,人们经常于此做生意,病毒很快在塞拉利昂和利比里亚爆发了,直到2014年3月,几内亚医疗部门才最终宣布他们确认了疫情的罪魁祸首:埃博拉病毒。


埃博拉病毒并非首次危害人类。1976年,病毒的首次亮相即展现了恐怖的杀伤力。


在扎伊尔境内一个偏远地区,人们开始发烧并呕吐,有的病人身上像口鼻等所有开孔都流血不止,甚至双眼也在出血。一位医生在就职一个垂死的修女时从她身上采集了血液样本,病毒学家皮奥经电子显微镜发现了一群蛇形的病毒。皮奥和他的团队在当地展开了流行病学调查,以确定感染者和具体发病时间,并关闭了医院,隔离了有症状的人。3个月后,疫情得到了控制,318人死亡。皮奥看着远处的埃博拉河流,将此病毒命名为埃博拉。同年,埃博拉在苏丹夺走了284人的性命;1994年在加蓬杀死了52人...


埃博拉病毒并未一直肆虐人类,他们消失的时间,藏在了哪里?科学家发现大猩猩和黑猩猩也会感染并死亡率很高,蝙蝠身上也发现了埃博拉病毒的抗体,抗体的存在导致蝙蝠之间不会造成伤害,但却会在某时突然打入人类内部。


科普作者理查德普雷斯顿曾在《血疫:埃博拉的故事》一书中记录了恐怖的病毒袭击,《极度恐慌》等电影中也虚构了很多关于病毒的情节,恐惧席卷美国。2014年10月进行的民意调查显示,2/3的美国人担心埃博拉疫情会波及美国,43%的人担心他们个人有感染埃博拉的风险,谣言甚至说埃博拉病毒能在空气中传播。幸运的是,包括美国、中国和古巴在内的一些国家开始向非洲国家派遣医生和物资,专门针对埃博拉的医院也陆续兴建起来。


表3:埃博拉病毒治疗药物

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天花病毒:旷日持久的围剿


在过去的3000年,天花可能比地球上任何其他疾病杀死的人都多,古代医生就知道天花,因为它症状非常清晰!病毒通过呼吸道感染宿主,一周后出现寒战、发烧、及难忍的疼痛,再后来口腔出现红斑,再扩散到脸上及蔓延至全身,产生脓液,带来难以忍受的刺痛,约1/3的天花患者会丧生。


约3500年前,天花在人类社会第一次留下了可追溯的痕迹;人们发现了3具木乃伊,身上布满了脓包留下的伤疤。包括中国、印度和古希腊在内的其他许多古代文明中心,也都领教了这种病毒的威力。公元前430年,一场天花疫情席卷雅典,杀死了1/4的雅典军人和城市中心大量普通人。中世纪,十字军从中东归来,也把天花带回了欧洲。1241年天花首次登录冰岛,迅速杀死了2万人(整个岛屿才7万人);1400-1800年,仅在欧洲每百年就有大约5亿人死于天花;15世纪初西班牙征服者抵达中美洲后的几十年里,超过90%的土著死于天花。


世界上第一种有效预防天花传播的方法可能出现在公元900年的中国。医生会从天花患者的伤疤上蹭一下,然后蹭到健康人皮肤上的切口里,这种过程称之为“人痘”接种,通常只会在接种者的手臂上形成一个小脓包,脓包脱落后,接种者就对天花免疫了。这种方法于17世纪初随丝绸之路传入到了君士坦丁堡,再传到欧洲,却得到了宗教势力的极力反对...


18世纪末,英国医生爱德华詹纳终于发明了一种更安全的天花疫苗。詹纳听说农场挤牛奶的女工从来不会得天花,即猜想是否牛痘提供了保护?他从一个女工手上取出脓液,接种到一个男孩的胳膊里,6个月后,他让这个男孩暴露在真正的天花病毒面前,结果没有任何脓包长出来。詹纳将此称之为“种痘”,该技术进而在世界各地传播开,终化作一场医学革命。


整个19世纪,医生们一直专注于寻找更好的天花疫苗。一些人把小牛当成“疫苗工厂”,让它们反复感染牛痘。一些人尝试用甘油等液体保存病人的伤疤,直到科学家发现天花病毒实际上是病毒引起的,疫苗才终于可以工业化生产,运送到更广大的范围造福更多的人。20世纪初,一个又一个国家相继报告了他们的最后一例天花!WHO也于1965年启动了加强根除天花计划!1977年,埃塞尔比亚记录了实际上最后一例天花,整个世界也彻底告别了天花!然而,2014年美国马里兰州国家卫生研究院的科学家在打包一间实验室的物品时,发现了6只旧的小瓶子,它们源于20世纪50年代的遗留,里面装着天花病毒...多像一部电影的最后画面...


表4:天花病毒已上市的治疗药物

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小结


新冠肺炎疫情爆发至今,各大官网及媒体推送的新型冠状病毒信息铺天盖地,大众也是从未像今天这样对一种病毒进行过如此细致的了解和跟踪学习。故笔者通过两篇病毒世界文章,希望大家进一步了解病毒的历史及生存传播逻辑。同时也希望,如果遭遇下一场病毒侵袭,我们可以有更为广阔的理论武器基础!


数据来源:


  1. 书籍《病毒星球》


  2. 药智数据


  3. https://sci-hub.tw/10.1016/s0887-2171(98)90054-3


  4. https://doi.org/10.1016/j.jaut.2019.102375


  5. https://doi.org/10.1016/j.idc.2019.08.005


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责任编辑|听白


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