人類為何總是無法徹底打敗病毒？

金小波

近期以來，從武漢開始的新型冠狀病毒感染逐漸蔓延到全國甚至海外，全國上下都在努力遏制它的蔓延。而在大洋彼岸，一場嚴重的流感正在席卷美國全境，根據美國疾病預防控制中心近日發(fā)布的最新估計：從2019年9月29日至今，美國至少有1300萬人感染流感，其中12萬人住院接受治療，死亡人數達到6600人。

其實，小小病毒從來就是人類最古老、最兇惡的敵人，人類在與它們的交戰(zhàn)中經常處于下風。在人類發(fā)展的幾千年歷史中，在不同時期、不同地域，均曾大小不等地流行過各種各樣的傳染病，諸如天花、鼠疫等，嚴重地威脅人類的生存與發(fā)展。甚至可以說，在瘟疫疾病的圍攻下，有時人類只是茍且偷生。

劫奪正常細胞才能存活的病毒

直至今天，人類與傳染病的斗爭雖然取得了巨大的成就，但也出現了某些新問題—— 一方面，一些傳統(tǒng)的、典型的傳染病得到了有效的控制;另一方面，一些新的、非典型的傳染病卻不斷涌現，往往令人類措手不及，埃博拉病、艾滋病、瘋牛病、禽流感、萊姆病、登革熱等成為人類的新威脅。而傳統(tǒng)的疾病也并非一成不變，就連臨床中最容易對付的肺炎都變得不老實，2003年的“非典”和這次的新型肺炎對人類的襲擊便顯示了“非典型”的威力。

這些與我們如影相隨，令我們吃盡苦頭、受盡驚嚇的病毒究竟是什么樣子呢？

病毒是一種形小體微、結構簡單、寄生在細胞內以復制方式增殖的微生物。要從病人身上找出致病的病毒，是很不容易的，因為它們比最小的細菌還要小幾百倍，在光學顯微鏡下根本無法看到它們的身影，只有在放大幾萬至幾十萬倍的電子顯微鏡下，才能觀察到。

病毒的結構非常簡單，甚至還不能形成一個完整的細胞，多數病毒只有一個核酸構成的“芯子”，外面包著一層蛋白質外殼。由于病毒沒有細胞器，本身不能進行新陳代謝，只能在活細胞中寄生和繁殖，這個過程自始至終都是“損人利己”的，它使被感染的生物生病甚至死亡。

生物學家深入研究了這個過程，他們發(fā)現，當病毒浮游在空氣中，或者停留在物體表面時，它們是無生命的。可是，一旦與特定的植物、動物或細菌的細胞接觸，它們又會突然“活”起來，有如海盜殺人奪船一樣，劫奪正常細胞，并利用正常細胞內原有的各種“機器”和細胞質內的“庫存”原料，瘋狂地復制自己，徹底擾亂了原來細胞的正常代謝和活動，從而使細胞出現嚴重的損傷，甚至導致細胞的死亡。

人體艱難抵抗病毒

細胞發(fā)生損傷和死亡時，人體就開始出現病理變化。例如呼吸道病毒引起粘膜上皮的壞死脫落，導致炎癥和咳嗽;口蹄疫病毒侵犯粘膜和皮膚上皮細胞，引起水泡和糜爛。

不同病毒原本只侵襲某類細胞，一些病毒只選擇感染某一類的動物，不會感染人體細胞。可是在特殊情況下，會發(fā)生動物與人類之間交叉?zhèn)魅镜那闆r。例如：1961年首次確認的禽流感病毒H5型，是流感病毒的變種之一，在雞群中傳染的話會造成大量死亡，對人類卻無害。不過，情況在1997年卻發(fā)生變化，在香港發(fā)生了有人由于禽流感病毒而死亡的現象。

人體被病毒感染后一般會產生免疫反應，生成相應的抵抗力，借以消滅入侵的病毒，并保護機體免受再次感染。然而有時病毒長期持續(xù)存在于人體內幾個月甚至幾年而不顯示臨床癥狀，這種被感染的人如果到了人群聚集的地方，便會引起疫病的爆發(fā)。

在大自然的整個生態(tài)系統(tǒng)中，病毒是非常活躍的成員。病毒在自然界的分布十分廣泛，而且神通廣大，幾乎可以感染所有的生物。作為最簡單的生命形態(tài)，由于它們的結構簡單和來去蹤跡難尋，所以是生命世界中迄今發(fā)現得最少，也是人類最難駕馭的一類微生物。

我們?yōu)槭裁创虿贿^病毒？

我們對付小小的病毒為什么這么困難？可以說有很多復雜的原因：

第一，病毒是寄生在宿主細胞內的，它的代謝與宿主細胞的代謝密切相關，要想阻斷病毒特有的復制，幾乎是不可能的。因為在這種情況下，我們如果殺死了病毒，也就殺死了細胞。

第二，大多數病毒，當它們剛感染細胞時是查不出來的，而當細胞被復制的病毒脹滿、病毒釋放出來時，雖然可以診斷出來了，但也到了疾病的高峰期，治療就變得更加困難。

第三，病毒總是在不斷變異，比如流感病毒，每5～6 年就變得不但面目全非，性質也與原來的不一樣，對原來病毒有效的藥，對新病毒也無作用了。

病毒的這些特點，再加上它們的傳播方式多，幾乎細菌有的傳播方式（如經呼吸道、消化道、皮膚接觸等）它們都有，而且還可以經血液注射傳播，甚至通過母親胎盤和產道傳給嬰兒，再加上在傳播的過程中還可以發(fā)生變異，所以防治非常困難。

人類的傳染病大約75%都是由病毒引起的！有些傳染病的傳播力很強，短期內就可以造成在某個地區(qū)流行。在今天這個全球化時代，由于現代交通的快速與普遍，人們交往的頻繁，任何一種傳染病都有可能在幾個月甚至幾天之內傳播到全世界。以艾滋病為例，如果沒有公路、鐵路和噴氣式飛機，艾滋病病毒仍會繼續(xù)藏在中非的一些遙遠的小村莊里，但現在卻成為給全人類帶來災難的瘟疫。而2003年的非典型肺炎和現在的新型冠狀病毒肺炎則是最新的例證。

疫苗最有效，但有時也很困難

科學家想了許多辦法不讓病毒進入我們的細胞，其中疫苗是最有效的方法。自1796 年英國人愛德華·詹納首次給一名兒童實驗接種天花疫苗以來，人類已經發(fā)明了對付多種疾病的疫苗。繼天花之后，脊髓灰質炎也在全世界被消滅了，這完全是疫苗的功績。除此之外，其他許多疾病，如白喉、破傷風等，在一些發(fā)達國家也已經基本上得到了控制;而腮腺炎、麻疹、風疹、百日咳、腦膜炎的發(fā)病率也比原來大大降低了。

然而，科學研究中也同樣會出現一些不成功的事例：一些被大量使用并且被認為是“靈丹妙藥”的疫苗根本就經不起時間的考驗，最后發(fā)現效果越來越差。此外，我們至今還沒有生產出能夠對付埃博拉病、艾滋病和丙型肝炎等嚴重疾病的有效疫苗。

這不能歸咎于研究人員的失職，因為人們對細菌和病毒了解得越深入，就越是發(fā)現它們?yōu)楸荛_機體的抵抗而設下的種種騙局很難對付。

一種疫苗的研制是從試管中開始的，在一系列的實驗（包括動物實驗）之后，人們便可以研制出候選疫苗。但有不少病毒都詭計多端，它們大量破壞候選疫苗。為了不被機體的免疫系統(tǒng)識別出來，這些病毒能夠改變自己的抗原，也就是它們能夠改變各自可能被識別出來的“化學標志”，這對我們的免疫系統(tǒng)來說便是個大陰謀。比如丙型肝炎病毒，它在每個病人的身上都不一樣;還有一類病毒（如艾滋病病毒），當其進入到人體的免疫細胞中后，便會迅速生成自己的突變體。

因此，除非能真正識別出每種病毒的“化學標志”，否則人類就別指望能獲得一種切實有效的疫苗。而且即使掌握了病毒的化學特性，仍會出現許多新的問題。比如，有些病毒（如艾滋病病毒）為研究人員設置了一系列的障礙——它們會隱藏在免疫細胞內，大部分都能發(fā)生變異以進一步躲避疫苗的反應。

另一個問題是，許多疫苗失敗的原因就在于，雖然它們能很好地抑制病毒，卻不能被穩(wěn)定地保存在免疫藥劑中，特別是一些具有毒性的疫苗，還需要用化學或物理方法抑制它的活性（比如用加熱的方法）。

徹底驅除病毒的新希望

要對付這一系列的陰謀，人類只有一種武器，即破譯病毒的基因結構和功能，以很快識別出病毒的特性，制造出與此相對應的疫苗。研究人員在1990年發(fā)現，將編碼基因的質粒直接注射到動物肌肉細胞內，能在動物體內直接誘導機體產生免疫效應。這一發(fā)現為尋找免疫方法的新途徑打開了大門。

這些基因質粒是由病毒或細菌的基因構成的，如果將這些基本的遺傳信息直接種到機體中，也就是向機體中直接植入病原體的DNA，那么便可以使這個DNA在人體這個免疫的“活工廠”中根據特定的要求而“量身定做”一種相應的疫苗。由于這種方法不需要添加任何輔助藥劑或載體，故又稱“裸DNA免疫”，科學家認為這或許將是疫苗發(fā)展史上的一次革命。

此外，用轉基因的方法抗擊病毒也是一項最新的科學技術。通過轉基因的方法，科學家已經培養(yǎng)出了抗御害蟲的植物。如果采用同樣的方法，將從病原體基因中分離出來的某些片段轉移到植物中，是否也能使它們合成出相應的抗原，并生產出疫苗呢？最近的一些試驗證明，這種方法是可行的，科學家正在嘗試生產一種植入食物的疫苗，這就是食物疫苗。

能夠將餐桌上的食物變成疫苗，其前景將是不可估量的。說不定有一天，人們再也不用定期打針受皮肉之苦，只要吃下土豆、西紅柿、胡蘿卜、花生，便可以完成人體所需的全部免疫接種。也許到那時，許多傳染病也和天花一樣，只有在歷史教科書中才能找到了。

人與病毒的漫長戰(zhàn)爭還遠沒有結束，不斷變異的病毒一直挑戰(zhàn)著人類的智慧，但我們深信，隨著科學技術的飛速發(fā)展，人類的智慧終將徹底戰(zhàn)勝這最兇惡最古老的敵人。