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科學大院:病毒,那條靜止的河流
不死之身
有一句頗有哲理的話說:“你永遠也叫不醒一個裝睡的人?!币驗樗麎焊褪切训?,又如何能被叫醒呢?
對抗病毒的道理與之多少有些類似。病毒本就是一條靜止的河流,是“死”的生命碎片,你又如何能殺死它呢?
實際上,回頭看看細菌以及我們自身免疫系統(tǒng)對抗病毒的辦法,無外乎兩種:要么就是阻止它識別并入侵細胞,要么就是在細胞內(nèi)阻止它利用細胞的資源去生產(chǎn)新的病毒顆粒。沒有一種生物有辦法破壞病毒的結(jié)構,甚至是直接殺死病毒。
于是,經(jīng)過漫長進化歷程中無休無止的“軍備競賽”之后,很多病毒往往會與宿主之間達成一種“和平共處”的平衡態(tài)。
比如能夠造成普通感冒的鼻病毒(占病因的50%以上)和溫和的冠狀病毒(占病因的10%到15%),它們就會長期潛伏在我們的呼吸道中,只等我們的免疫力下降時就出來興風作浪,但只要我們的免疫力恢復正常就又會被壓制下去。
造成普通感冒的冠狀病毒的電鏡照片,病毒周圍有王冠一樣伸出的刺狀突起(圖片來源:維基百科)
不過,除了免疫系統(tǒng),現(xiàn)代人類手中還有藥物。藥物能殺死病毒嗎?
很遺憾,答案同樣是否定的。我們其實還沒有任何一種藥物能夠致任何一種病毒于死地。
很多人生病了會求醫(yī)生給開一些抗生素,認為抗生素能殺死所有病原體。但實際上,抗生素類的藥物能殺死的只是細菌而已,有些也能殺死衣原體,但它們對病毒都是完全無效的。
目前上市銷售的抗病毒藥物采取的策略與我們的免疫系統(tǒng)一樣,要么就是阻止病毒對細胞的入侵,要么就是在某個步驟上阻斷細胞內(nèi)的新病毒生產(chǎn)。正因為如此,這些藥物對抗病毒的效果就沒有抗生素殺滅細菌的效果那么好,很難做到立竿見影,往往只能在一定程度上抑制病毒的擴散。
此外,抗病毒的藥物也不像抗生素那樣具備廣譜性。如果你被細菌感染,醫(yī)生往往會直接開藥,不會去探究你到底是被哪種細菌感染的,因為臨床上常見的病菌大都能被主要的幾種抗生素殺死。畢竟,無論哪種細菌,它都是細胞,有著總體上相似的生理機制。
病毒則不然,彼此之間的侵染機制和復制機制都差異極大。一種抗病毒藥物的思路往往很難推廣到其他種類病毒的研究中。這也導致了抗病毒藥物的研究變得更加困難,藥物的適用面也很窄。
萬變不離其宗
抗病毒藥物還面臨一個困難,就是病毒的變異。
細胞中的核酸復制機器本就有一定的錯誤率,結(jié)果就是基因突變。或許,這是由于分子機器必然不可能精準;但這也有可能是進化選擇的結(jié)果,特意保留了一定的出錯率,因為只有出錯才會產(chǎn)生突變,才有了進化和改變的可能。
病毒在身體內(nèi)擴散傳播的速度很快,在細胞中產(chǎn)生的新病毒顆粒又多,因此一代又一代不斷復制核酸序列的過程中,也就迅速累積了很多突變。正因為如此,病毒有著遠比動植物和細菌都要快的變異速度。
在病毒當中,像冠狀病毒和艾滋病毒這樣的RNA病毒變異速度尤其高。這是因為,細胞中并沒有RNA序列復制所需的分子機器,要由RNA病毒自已提供。而進化選擇的結(jié)果令這些RNA病毒保留了一臺出錯率極高的RNA復制機器,這樣就會讓它們的基因迅速突變,編碼出來的蛋白質(zhì)千變?nèi)f化,從而逃避抗體的識別。
以艾滋病毒為例,它就是一種高速變異的病毒,以至于同一個艾滋病人身上的艾滋病毒竟然會有基因上的顯著差異,出現(xiàn)不同的版本。正因為如此,我們的免疫系統(tǒng)很難鎖定艾滋病毒,有些抗艾滋病毒的藥物也會在臨床應用中逐漸失效。
這種高速突變還會使得不同種類的病毒之間偶然出現(xiàn)類似的短小基因片段。這就像是兩只猴子隨意胡亂敲打鍵盤,總是有可能偶爾打出同一個單詞來。最近有印度科學家對新型冠狀病毒的基因組進行分析,就因此鬧出了笑話,誤以為基因中有來自艾滋病毒的片段。
- 原標題:科學大院:病毒,那條靜止的河流 本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 李泠 
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