人類和病毒的戰(zhàn)爭
地球上的病毒多的數(shù)不清，其中已經(jīng)被我們鑒定的病毒有5000多種，其中有差不多100種會讓我們?nèi)祟愔虏 ?
這些致病病毒大多來自于野生哺乳動物。而且，科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，人類近20%的主要傳染病都來自于跟人類血緣相近的野生靈長類動物。比如：艾滋病毒最初就是來源于跟我們?nèi)祟愌壸罱暮谛尚?。但奇怪的是，這些病毒在動物的身上的時候并不會讓它們生病，但一旦傳播到人類身上就會引起嚴(yán)重致病癥狀。比如前些年的SARS病毒，據(jù)說最早是從蝙蝠身上傳來的，但罪魁禍?zhǔn)昨鸲际呛煤玫摹?
這是為什么呢？簡單來說，因為這些野生動物對這些病毒的免疫力要比人類強(qiáng)。而仔細(xì)分析，這種免疫力的差異，卻是人類幾百萬年進(jìn)化史的結(jié)果。
有科學(xué)家拿人類的近親黑猩猩作為比較對象，把這種差異的形成過程分為兩個階段。第一個階段的主題是共同發(fā)展，第二個階段的是分道揚(yáng)鑣。
在第一階段。黑猩猩和人類的共同祖先對于病毒的免疫力曾經(jīng)空前強(qiáng)大。
故事發(fā)生在距今800萬年前的中非叢林，那里生活著我們和黑猩猩的共同祖先。沒錯，那會兒人類和黑猩猩還沒有分家，共同祖先們看起來更接近今天黑猩猩的樣子。他們?nèi)黹L滿毛發(fā)，用四肢在地上和樹上爬來爬去，開始的時候他們只是采摘漿果和樹葉為生，運(yùn)氣好的時候還能撈著一兩個鳥蛋。不過，這些零星的食物現(xiàn)在已經(jīng)難以滿足他們的胃口了，共同祖先們學(xué)會了一項厲害的手藝，就是狩獵。
學(xué)會狩獵不止讓他們獲得了穩(wěn)定的熱量和蛋白質(zhì)來源，還極大地豐富了他們的微生物庫。科學(xué)家們把能夠感染一個物種的所有微生物種類，叫做一個物種的微生物庫。每個物種都有自己特定的微生物庫，里面包含細(xì)菌、病毒和寄生蟲等各種不同的微生物。
狩獵活動就像是鋪就了一條高速公路，使得其他森林動物的微生物庫能夠快速而直接地交換到我們的共同祖先身上。有病毒學(xué)家描述自己曾在東亞的雨林里親眼見到一只黑猩猩獵殺一只猴子，強(qiáng)勢的黑猩猩一手壓著獵物，用另一只手和牙齒撕開獵物的皮毛和肌肉尋找內(nèi)臟。在這個過程中，猴子的血液、唾液和糞便這些飽含著微生物的體液，直接濺到黑猩猩的眼睛、鼻子、嘴巴和傷口處，對于微生物的跨物種傳播來說，再也找不到比這更方便快捷的方式了。
一開始，一些新出現(xiàn)的微生物，比如某些種類的病毒可能會讓共同祖先們的免疫系統(tǒng)崩潰，讓一些個體生病或者死去。但是經(jīng)過了上百萬年的時間，共同祖先們就逐漸進(jìn)化出了一套應(yīng)對這些病毒的免疫機(jī)制，就能和這些病毒和平相處了。也就是說，有很多很多的病毒可以待在他們身上，感染他們，但是已經(jīng)不會讓他們生病了。在這個階段，人類和黑猩猩都擁有了同樣強(qiáng)大的免疫力，可以抵御多種病毒的侵襲。
不過正如我們知道的那樣，后來，兩個物種走上了完全不同的進(jìn)化道路，他們的對抗病毒的免疫力也因此出現(xiàn)了今天的差異。這也就是我們要說的第二個階段，分道揚(yáng)鑣。
大約600萬年前，人類族群的祖先，開始走上了一條和其他同類完全不同的道路。他們開始進(jìn)駐熱帶大草原。分家是好事，這意味著人類的進(jìn)化又進(jìn)了一步。不過也正是這一次草原大遷徙卻讓人類祖先的微生物庫遭遇了大幅消減，在森林時期積累下來的微生物多樣性丟失了。
為什么會這樣呢？
因為人類出現(xiàn)過種群瓶頸，瓶頸期的那個瓶頸。意思是種群規(guī)模大幅減小了。我們知道遷徙是件大事情，在應(yīng)對新環(huán)境的過程中人類祖先必然損兵折將。這樣一來，人數(shù)大幅減少也是可以想見的。小到什么程度呢？有研究顯示，那會兒人類可能只剩下10-20萬的人口，幾乎瀕臨滅絕。
而像病毒這樣的微生物需要在宿主個體間不停地傳播才能生存下來。否則就只有死路一條。比如像天花、麻疹、脊髓灰質(zhì)炎這些急性致命性的病毒，感染者要么死亡，要么獲得免疫，如果種群規(guī)模小，它們很快就會沒有宿主可以感染，只能在人群中消失。
拿骨髓灰質(zhì)炎病毒來說，就需要有一個至少25萬人口規(guī)模的社區(qū)才能維系，在當(dāng)時的情況下，它很難長久在人群中立足。相對而言，一些能夠伴隨宿主許多年的病毒，像艾滋病毒和丙肝病毒的情況要靈活一些，但是如果種群規(guī)模過小，當(dāng)被感染者死亡之后，這種病毒在人群中消失的概率也會大幅增加。
種族瓶頸使得人類祖先的微生物庫出現(xiàn)了大幅消減，很多種類的病毒就是在這個階段逐漸在人群消失了。
我們前面說過，當(dāng)微生物庫種類豐富的時候，共同祖先們逐漸進(jìn)化出了應(yīng)對它們的免疫機(jī)制，現(xiàn)在微生物庫消減了，就好像敵人逐漸減少和消失了，原先強(qiáng)大的免疫力也就逐漸退化了。這也符合“用進(jìn)廢退”的原理。
而那些依然生活在森林里黑猩猩們，一些微生物庫卻在他們身上保存了下來。如果免疫力已經(jīng)退化的人類接觸到他們身上的病毒，就很容易得病了。除了人類和動物之間，人類不同民族之間隔離太久也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。就比如蒙古人西征的時候，曾引發(fā)黑死病在歐洲蔓延；歐洲人進(jìn)入美洲后，病毒又造成美洲原住民人口銳減。
當(dāng)然，凡事都有兩面。當(dāng)孱弱的人類遇上強(qiáng)勢的病毒，一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭就打響了，我們?nèi)祟惤裉熘阅敲慈菀资艿讲《镜那謹(jǐn)_，這還是幾百萬年進(jìn)化惹的禍。所幸的是，進(jìn)化雖然讓我們丟失了部分重要的免疫力，卻也賦予了我們無比發(fā)達(dá)的大腦，去研究用科學(xué)的方法對抗病毒。
1928年，曾經(jīng)參加過第一次世界大戰(zhàn)的英國醫(yī)生亞歷山大·弗萊明偶然發(fā)現(xiàn)，青霉菌能分泌一種物質(zhì)殺死細(xì)菌，他將這種物質(zhì)命名為“青霉素”，但他沒能實現(xiàn)將其提純用于臨床治療病人，只是在第二年將研究成果發(fā)表成論文。又過了10年，德國化學(xué)家錢恩在舊書堆里看到了弗萊明的那篇論文，于是開始做提純實驗，在獨具慧眼的美國洛克菲勒基金贊助下，1940年冬，錢恩終于提煉出了一點點青霉素。在他之后，澳大利亞藥理學(xué)家弗洛里在美國軍方的協(xié)助下，生產(chǎn)出首批醫(yī)用青霉素。青霉素在二戰(zhàn)末期橫空出世，拯救了數(shù)以千萬人的生命。
在青霉素發(fā)現(xiàn)之前，細(xì)菌感染曾導(dǎo)致人類大規(guī)模傳染病的發(fā)生，比如霍亂、鼠疫等。被歐洲人稱為“黑死病”的鼠疫，在14世紀(jì)隨著游牧民族傳入歐洲，幾乎斷送了歐洲約三分之一的人口。文藝復(fù)興時期人文主義的先驅(qū)薄伽丘寫的《十日談》就是瘟疫題材的巨著，他描寫了病人怎樣突然跌倒在大街，或者凄慘的在自己的家中咽氣。旅行者們見到的是荒蕪的田園無人耕耘，洞開的酒窖無人問津，無主的奶牛在大街上閑逛，當(dāng)?shù)氐木用駞s無影無蹤。
以青霉素為代表的抗生素（抗菌素）被認(rèn)為是人類治療細(xì)菌性感染的第一個武器，結(jié)束了細(xì)菌傳染病無法治療的時代。甚至有人認(rèn)為，抗生素的發(fā)現(xiàn)延長了人類壽命20年。
但是，人們也發(fā)現(xiàn)，抗生素并不能對付所有的傳染病。
這也幫助我們更好的認(rèn)清了
細(xì)菌
和
病毒
的區(qū)別。
簡單地說，細(xì)菌尚屬于我們可以理解的單細(xì)胞生物，能夠獨立完成所有生物功能,而且有細(xì)胞壁；而病毒比細(xì)菌還要小得多，已經(jīng)小到了沒有了細(xì)胞結(jié)構(gòu)，它只不過是一段遺傳物質(zhì)，包裹了一個蛋白質(zhì)外殼而已，它甚至就不像一種生物，而是介于生命和非生命之間的一種奇特的物質(zhì)形式。
細(xì)菌讓我們生病，主要源于它分泌的毒素，可導(dǎo)致我們產(chǎn)生發(fā)熱等全身反應(yīng)。而病毒沒有實現(xiàn)新陳代謝所必需的基本系統(tǒng)，所以病毒自身沒有生理功能。但是當(dāng)它接觸到宿主細(xì)胞時，便脫去蛋白質(zhì)外套，它的遺傳物質(zhì)侵入宿主細(xì)胞內(nèi)，借助宿主細(xì)胞的復(fù)制系統(tǒng)，按照病毒基因的指令復(fù)制出新的病毒。
所以，從治療的角度來看：我們用來治療細(xì)菌感染的抗生素的主要作用機(jī)理，要么是破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁或者細(xì)胞膜，要么是干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成或者阻礙細(xì)菌DNA的復(fù)制。
病毒因為結(jié)構(gòu)與細(xì)菌完全不同，所以使用抗生素是無效的。同時因為病毒是寄生在細(xì)胞內(nèi)部，很多藥物難以達(dá)到，在殺滅病毒的同時，我們還要保證細(xì)胞不遭受破壞，難度就更大了。所以迄今為止，我們都沒有找到對付病毒的特別好的辦法。目前，咱們在新聞中聽到的Sars,以及艾滋病,都是病毒引起的。
正如我們在上一篇文章里說的“種群瓶頸”原因，歷史上人類曾發(fā)生多次因病毒引發(fā)的大規(guī)模的死亡事件。尤其
當(dāng)兩個素未謀面的民族狹路相逢的時候，對方身上的病毒可能比他們手中的武器要危險的多。
比如，天花就是一種病毒引起的烈性傳染病，它透過空氣中的飛沫就可以傳播，即使到了今天，對天花也沒有確定有效的治療方法。據(jù)統(tǒng)計，僅16至18世紀(jì)，歐洲平均每年死于天花的人數(shù)約為50萬人，亞洲約為80萬人。即使僥幸生存下來的病人，也會在臉上留下永久性疤痕，據(jù)說在中世紀(jì)的歐洲平均每5人中就有一位是“麻子臉”。甚至連至高無上的國王也難逃厄運(yùn)。法國國王路易十五、英國女王瑪麗二世、德國國王約瑟一世、俄國沙皇彼得二世都被天花奪取了性命。整個18世紀(jì)，歐洲人死于天花的總數(shù)達(dá)1.5億人。而當(dāng)歐洲人到達(dá)美洲大陸后，天花更如惡神降臨，80%到90%的印第安人都死于天花。
1796年5月，也就是瓦特剛改進(jìn)蒸汽機(jī)的那個年代，英國醫(yī)生愛德華·詹納做了一個驚險而偉大的試驗：他從一個奶牛場女工手上的牛痘膿胞中取出一滴液體，然后把它“種”到了8歲的男孩詹姆斯的胳膊上。正如事先所料，這孩子被傳染上了牛痘，但牛痘對人傷害不大,很快就得以恢復(fù)了，只是在胳膊上留下了一處小小的疤痕。2個月后，詹納試驗驚險的一步終于到來了，他又給小男孩種了天花痘。
在與天花的長期戰(zhàn)斗中，雖然此前一些農(nóng)民就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)感染了牛痘的人不得天花，但也只是傳聞而已，而詹納希望用醫(yī)學(xué)試驗證明它，并將它變成了安全有效的醫(yī)學(xué)操作，這就是科學(xué)精神。當(dāng)然，正如我們在教科書中看到的，試驗非常成功，8歲男孩詹姆斯獲得了免疫能力，再也沒有被傳染上天花。
種痘的方法被稱為人類歷史上第一劑醫(yī)用疫苗。疫苗給人類抵御疾病提供了另一種思路。它本身并不治病，而是把少量病原體接種于人體，激發(fā)人體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，從而產(chǎn)生對特定病毒的免疫力。打個比方，瘟疫病毒就像一只殺不死的惡魔，硬碰硬，誰也打不過它。但人們可以想辦法把它逼到籠子里。1980年5月世界衛(wèi)生組織宣布人類已經(jīng)成功消滅天花，并在全世界停止了普遍種痘。其實還有一些活天花病毒依然儲存于美國和俄羅斯的兩個實驗室里。這些病毒，就是被鎖在籠子里的惡魔，一旦跑出來，將是世界性的災(zāi)難。
最后總結(jié)一下，在人類歷史上，致死率最高的是細(xì)菌，因為傳播非常廣泛，可以通過河流、空氣、食物等幾乎所有東西進(jìn)行傳染。病毒因為傳播比較困難，幾乎只在人口非常密集的地方才會傳染，所以大規(guī)模爆發(fā)容易被控制。但病毒讓人害怕的就是一旦感染無藥可治，只能靠自身免疫系統(tǒng)硬扛，扛過去了就活過來了，或許還能留下抗體。
人類現(xiàn)在能掌握的最有效的對抗病毒的手段：就是疫苗，但這種手段也是利用自身的免疫系統(tǒng)來完成的。如果被感染得了病，所謂的治療手段也只是通過激素等，刺激和強(qiáng)化人體的免疫系統(tǒng)。
對于艾滋病這類病毒，人類還沒有發(fā)明出疫苗，咱們就先做好防護(hù)工作吧!
對病毒和細(xì)菌的認(rèn)識，正在改變我們對生命的認(rèn)識。
一般來說，地球生物最小的單位是細(xì)胞，細(xì)菌就是一種單細(xì)胞微生物，它也是地球上最早的生物，從37億年前到現(xiàn)在，細(xì)菌一直在地球上普遍存在。
細(xì)菌很小，但如果我們把它比作一臺機(jī)器，這臺機(jī)器實際上已經(jīng)非常復(fù)雜了，人類的科技發(fā)展到今天，能夠制造宇宙飛船、汽車、甚至是人工智能（AI），但是卻無法制造一個細(xì)菌，即組裝一個活的生命體。這足以證明生物的復(fù)雜性。
那么，從非生物又是如何過渡到細(xì)菌這類細(xì)胞生物體的呢？原子可以組成分子，地球上有利的環(huán)境還可以形成有機(jī)分子，這都能理解。但簡單的有機(jī)分子再形成復(fù)雜的大分子，并且這種有序的組合還要形成復(fù)制機(jī)制，這就是奇跡了。誰來控制這個精確的過程？
這是生命形成的關(guān)鍵一環(huán)。
隨著研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌出現(xiàn)之前，實際上已經(jīng)出現(xiàn)一種更簡單的生命形式，那就是“RNA世界”和“DNA世界”。
RNA是核糖核酸，DNA是脫氧核糖核酸，核糖核酸和脫氧核糖核酸統(tǒng)稱為核酸，他們本身也是一種大分子結(jié)構(gòu)。生物學(xué)家一般認(rèn)為RNA的產(chǎn)生先于DNA，DNA是RNA的近親。
RNA最神奇的地方是，它可以表達(dá)遺傳信息，因為核糖核酸是單鏈結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)折疊?；蛘哒fRNA這種自我復(fù)制能力形成了控制生命的精確指令。
與此同時，地球上還有一些沒有精確復(fù)制能力的生命——早期細(xì)胞，它們擅長新陳代謝，但在復(fù)制的過程中總是出錯。
于是，直到有一天，這兩個系統(tǒng)實現(xiàn)了共生，RNA寄生到了細(xì)胞之中，利用細(xì)胞的新陳代謝能力實現(xiàn)繁殖，而細(xì)胞得到的好處就是讓新陳代謝有了控制指令，能夠更加精確地復(fù)制自身。兩者達(dá)成妥協(xié)之后，新的細(xì)胞就產(chǎn)生了。
1000年并不是很漫長的時間。以20年/代人計算，也只有僅僅50代人。生物進(jìn)化的速度，如此令人震驚，這就又不得不再說說那些RNA世界的家伙了。
這些只含一種核酸（DNA或RNA），介于非生命體與生命體之間的特殊生物體，就包括病毒（還有抗生素、質(zhì)粒和復(fù)制子等等）。
對于生活在宏觀世界的人類而言，病毒和細(xì)菌都很微小。但實際上，他們完全不同。細(xì)菌至少是一個活體細(xì)胞，就像組成我們身體的每一個細(xì)胞一樣。而病毒比細(xì)胞還要小得多，它簡單到由一段基因鏈（有DNA的也有RNA的）和蛋白質(zhì)膜組成，介于非生命體與生命體之間?；蛘哒f，病毒自身沒有新陳代謝的功能，只有進(jìn)入細(xì)胞中才具有生命力。
但病毒卻同樣奉行地球生物的生命法則，進(jìn)入到細(xì)胞后，會不停的自我復(fù)制，擴(kuò)大它的群體，而細(xì)胞也會因病毒的進(jìn)入被改變。這個過程中，如果使人體受到傷害，這就是我們得病的一個原因。
這里我再重復(fù)說一次，我們常說的被病菌感染，這里的“病”指的是病毒，“菌”是指的細(xì)菌。
細(xì)菌是許多疾病的病原體，包括肺結(jié)核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、沙眼等疾病都是由細(xì)菌所引發(fā)。
而我們所熟知的麻疹、艾滋、流感、天花等，則是由病毒所引發(fā)。
病毒又分為RNA病毒和DNA病毒。
我們所熟知的麻疹病毒、埃博拉病毒、流感病毒都是RNA病毒；
天花病毒、噬菌體則是DNA病毒。
對于病毒這種特殊的生物體，我們不僅要抵御它的傷害，還要更深層的了解它，這甚至關(guān)系到生命起源和進(jìn)化的奧秘。
我們知道，病毒是利用細(xì)胞的新陳代謝能力來實現(xiàn)繁殖的。在沒有寄宿在細(xì)胞里的時候，它是更像非生命體，或者說相當(dāng)于一份基因包裹。當(dāng)這份快遞被送到其他生物的細(xì)胞表面，病毒會有一種進(jìn)化出來的機(jī)制（一種化學(xué)方式）騙細(xì)胞膜開門。病毒進(jìn)入細(xì)胞后，會釋放出它的基因鏈，去篡改原來細(xì)胞核中的基因，使這個細(xì)胞變成病毒的工廠，繼續(xù)復(fù)制出更多的病毒。這就是病毒簡單而強(qiáng)大的繁殖機(jī)制。
換句話說，病毒可以進(jìn)入地球所有生物的基因庫（細(xì)胞體），當(dāng)然也包括人類的基因庫。所以，在我們?nèi)祟惿眢w里面，這種病毒性的RNA/DNA基因片段有很多。它們甚至?xí)那母淖內(nèi)祟惖幕?，影響人類的進(jìn)化?？茖W(xué)家認(rèn)為，人類至少有8%的DNA來源于病毒。
所以，
從漫長的進(jìn)化歷史來看，我們和病毒的關(guān)系不僅是攻防，也有共生關(guān)系。比如，所有哺乳類動物，當(dāng)然包括我們?nèi)祟?，胎盤的產(chǎn)生就來自病毒的貢獻(xiàn)。
我們知道，胎兒的血型、基因與母親可以是不一樣的，但母親的免疫系統(tǒng)卻不會攻擊胎兒。為什么？就是因為胎盤擁有了欺騙免疫系統(tǒng)的能力。哺乳動物的祖先感染過一種病毒，這種病毒把抵御免疫系統(tǒng)攻擊的能力轉(zhuǎn)移到了哺乳動物的生殖功能上。
同時，病毒也在朝著適應(yīng)宿主的方向快速進(jìn)化，甚至利用人的行為進(jìn)行傳播。比如：
人患了感冒，會咳嗽、會打噴嚏，這些動作，我們?nèi)祟愖约菏菬o法控制的。而病毒就會利用人類的飛沫進(jìn)行繁殖。人類感染了霍亂病毒，會腹瀉，而病毒恰好通過糞便和水源進(jìn)行傳播。那些具有較長潛伏期的病毒，其實更聰明，它能夠在潛伏期內(nèi)不知不覺地進(jìn)行傳播。
另外，病毒從一類宿主到了另一類宿主身上時,為了減少新宿主免疫系統(tǒng)對它們的“剿殺”，也會主動進(jìn)化。按照生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的“變異——生存”模型。今天的病毒A，明天會裂變出兒子A1，后天裂變出孫子A2……。
人的身上，長期攜帶幾千種病毒。都是當(dāng)年各種“傳染病”遺留下來的。這些病毒的存在，可以使得人類不會再受“類似”病毒傳染。比如，康熙皇帝得過天花后，反而被確定為皇位繼承人——因為這種病熬過去活下來，體內(nèi)就有了所謂的抗體——不再怕感染天花。如今，在我們的身體里，微生物的數(shù)量已經(jīng)超過人體細(xì)胞的數(shù)量。宿主與病毒長期相處，甚至有一些病毒，對我們是無害的，或者說已經(jīng)是我們身上的微生物群落中的一員了。
其實，
一般而言，“毒害”最輕的病毒，反而傳播最廣，生存幾率最大。因為病毒傳播的目的是為了繁殖自己，這是地球生物的共同法則。如果病毒很快把宿主殺死了，病毒也就沒有辦法繁殖自己，所以這對病毒本身來說并不劃算。
但為何又有些病毒，非常的兇猛，人體感染之后，很快就會發(fā)病，并且還會死亡？
實際上，有時候病毒也是沒辦法的，因為宿主變化后，特別是跨物種傳染后，他們的進(jìn)化也需要過程。比如我們知道的蝙蝠，身上帶有很多病毒，一旦傳到人身上，人就受不了。因為同為哺乳類生物宿主，人類與蝙蝠是差別很大的。比如，蝙蝠的正常體溫是40度，適應(yīng)了40度體溫的病毒，一旦傳到人身上，人哪還能受得了？要知道，即便同為人類的各個種族之間，免疫系統(tǒng)也是有差異的。
病毒雖然沒有思維，但是龐大的數(shù)量會構(gòu)成進(jìn)化算法。它們非?！奥斆鳌?，會快速變異以便于更好的繁衍。不利于傳染的變異個體很快死掉了，只有那些適于生存和傳染的變異體才會走得更遠(yuǎn)。所以，一般來說，病毒在進(jìn)化和變異的過程中，它會向著低毒性和更強(qiáng)的傳染性發(fā)展。
從這個意義上來說，病毒的終極目的是為了與宿主共生。
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