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      “壞病毒”最終都會改邪歸正嗎?
      發布時間:2022-12-05 07:31:29 文章來源:光明網
      “壞病毒”最終都會改邪歸正嗎?

      在我們這個社交媒體時代,關于病毒毒性的熱議已經無處不在,我們大多數人都會在推特上討論新型冠狀病毒的演化進程。隨著新的變異越來越引人矚目,我們不禁會提出同樣的問題:這種變異株的傳染性是否更強?它對我們更加危險嗎?我們的疫苗能遏止它嗎?

      這些討論中,有一種充滿誘惑的暗流,并以一種小常識的面目告訴我們說:顯而易見,病毒總是隨著時間推移而演化,變得不再有致命危害。就像狼被馴化成狗一樣。病毒為了生存也會變得更加溫順平和。其推論是,新冠病毒遲早會失掉它的“毒牙”,變得像普通感冒一樣無足輕重。

      在這場曠日持久的新冠大流行中,剝奪我們仍然僅存的這點希望,似乎有點殘酷了。但卻必須糾正這樣的觀念——致病微生物總會“棄惡從善”——這種“毒性減弱論”已經被否定了。


      【資料圖】

      下面是一個野兔泛濫成災的故事。

      殺滅兔子

      1859年,查爾斯·狄更斯的《雙城記》是以每周連載的系列故事首次發表的。查爾斯·達爾文出版了他的名著《物種起源》。同一年,歐洲的兔子被引進澳大利亞,為了讓當地有更多動物可供狩獵。

      這是一個名叫托馬斯·奧斯汀的富翁殖民者干的事。他帶進來了13只兔子,讓它們在這片土地上自由自在繁衍生息。五十年過去了,兔子在澳大利亞已經漫天遍野,侵害了當地物種和莊稼。以至于諺語說:“繁殖得像兔子一樣快”。

      在兔子引入澳大利亞僅僅28年后,便被證明是一大禍害,以至于澳大利亞政府公開懸賞能夠控制兔子種群增長的人。其中一個建議,便是使用致命的病毒。

      這種病毒叫做粘液瘤病毒,之所以被選中,因為它只能感染兔子。人們曾多次嘗試把病毒投放到兔子的種群中。到1950年代初期,行動取得了成功。這種病毒當時對兔子的致死率高達99.8%。然而此后在兔子中爆發疫情的病毒,死亡率降低到約90%。基本上,這種病毒在第一次接觸宿主時,毒性非常強,但此后毒性便下降了。這個觀察為早在1904年就提出的一個理論提供了支持:隨著時間的推移,病毒的毒性必然減弱。

      一般來說,毒性是指一種致病微生物,如病毒,對宿主造成的傷害或適應性下降。由澳大利亞兔子案例支持的“毒性減弱論”是合乎邏輯的。如果宿主被一種病毒立即殺死并持續消滅,將會無法把病毒傳播出去。實際上,病毒與宿主“同歸于盡”,只是一種“得不償失”的勝利。從進化的角度來看,根本不占有優勢。事實上,是一條死胡同。向毒性小的方向進化,聽起來是一場更好的賭博。

      然而,必須重點指出的是,進化的背后沒有智能,病毒也不會思考。它們只是一捆基因指令,全靠自己復制,這個過程就像對一份手寫的信件打字,容易出現操作錯誤,也就是突變。如果認為所有病毒都有求生的沖動,并因此希望宿主能維持足夠的存活時間,從而有利于傳播它這個小東西,那就是荒謬的想法了。“毒性減弱論”迎合了我們的渴望,將地球上的億萬病毒擬人化。但事實上,并沒有什么宏大的設計。相反,只有一些力量同時作用于病毒和宿主。我們的科學知識最終超越了“毒性減弱論”,進入了一個更精密的思考:那就是關于權衡的理論。

      事情總比看起來復雜得多。

      結核病已經伴隨我們幾百年了,它仍然是致命的。登革熱本身的毒性在過去幾十年里有所上升。還有兔子的殺手——粘液瘤病毒。根據20世紀80年代有限的數據,它也長出了更致命的“毒牙”。與前十年相比,澳大利亞這種流行病毒的毒性更高。讓“毒性減弱論”的普適性陷入太多的矛盾。病毒并非總是向良性進化的。

      如何更正確地理解病毒和宿主之間的相互作用,數學提供了最可靠的依據,從而建立更精準的測試模型。和往常一樣,“結果比最初的想象要復雜得多”。而這句話應該成為具備科學素養者的口頭禪。

      讓我們設想把自己的大腦移植給病毒,然后從它們的角度看世界,來探索一些場景,從而展示這種復雜性。想象我們是狂犬病毒。從長遠來看,我們是否需要進化成溫順的品種來維持生存?不,很明顯我們沒有這樣做。一旦癥狀出現,狂犬病對人類的致死率可以說就是100%。這樣挺好,因為我們在動物宿主中能夠更方便地生存和傳播,比如在狗、蝙蝠和浣熊身上。

      如果我們是新冠病毒——導致新冠肺炎的病毒,那么我們在人員密集的室內環境傳播,殺死宿主的代價,會小于我們試圖在人煙稀少之處傳播的代價,因為后者的傳播會更困難。所以我們可以在人口密集地區加強毒性并我行我素,我們仍然能四處悠游。

      最后,毒性不僅僅只有致命性問題。它還包括對宿主的傷害。身為新冠病毒,我們可以保持毒性,從而讓康復變得緩慢。我們在宿主體內停留的時間越長,就越能實現更多的自我復制,宿主就有更多的機會把我們傳播給其他人。如果我們從這個角度來看毒性,做一個“壞病毒”既付出成本也獲得收益。這都涉及權衡問題。

      事實上,當一種病毒在人體內滯留數周,它就有更多的時間產生變異。如果宿主的免疫功能低下,就會出現這種情況。病毒被允許存留,從而在復制過程中產生越來越多的突變。盡管病毒沒有意識到這一點(因為它沒有大腦),它的行為卻類似于賭博。如果你在一張輪盤賭桌上玩,能投中的概率很小。但如果你在50張不同的輪盤賭桌下注,概率就會上升。你自我復制的次數越多,發生的突變就越多,其中一個或幾個突變將會勝出。

      這是假設之一,我必須強調,是關于冠狀病毒產生奧米克戎變體的背景假設之一——也許新冠病毒在免疫系統受損的人體內駐留了一段時間,從而積累了一系列的變異,機緣巧合下,讓它獲取了優勢。奧米克戎就這樣誕生了。

      變異毒株群

      改變遺傳物質的能力——突變,從而潛在地改變了遺傳密碼,以提高對環境的適應性,這就是進化的核心。突變可以是悄然發生的,這意味著它們不會改變蛋白質的編碼,因為基因中有編碼冗余。突變也可能很糟糕(想想容易使人患癌癥的突變,比如某些BRCA1和BRCA2突變)。但碰巧有時候,突變可能是有利的。而病毒因為其巨量的復制,使之擅長從這一小概率事件中獲益。

      一個感染者在一次發病期間可以產生10億個傳染性病毒顆粒。美國國家過敏和傳染病研究所的喬納森·耶戴爾博士最近在《免疫》雜志上寫道,對于突變迅速的病毒來說,這意味著從單一感染個體中產生“基因組每個位置都有突變的病毒群”。這是令人震驚的基因多樣性。如果這些突變影響了病毒與我們免疫系統的相互作用——比如冠狀病毒刺突蛋白的形狀——這種從初始病毒到新版本病毒的變化被稱為抗原漂移。如果同一細胞中存在兩種不同的病毒,它們的片段被偶然縫合在一起,成為“弗蘭肯斯坦生物”,就會發生抗原轉移。我們過去曾遭遇的大流感毒株,比如2009年的H1N1,很可能緣于某種動物體內這種罕見的抗原轉移;而我們現在不得不忍受的新冠病毒變種,則是通過更常見的抗原漂移而產生的。多重壓力會作用于這些變異毒株,來檢驗它們在人體中的適應性,能否得到蓬勃發展。

      有一篇文章談寄生者為什么會傷害宿主,作者皮埃爾-奧利維爾·梅托當年是歐洲的博士后研究員,現在是魁北克的教授,在文章的結尾寫了一句精彩的話:“對平衡的征服總是岌岌可危的。”病毒變異,宿主適應。有些病毒的毒性減弱,而另一些病毒則變得更加刁惡。人類開發了疫苗,病毒會漂移和轉變。科學家再改進他們的疫苗。這是一場生物學的軍備競賽。

      “毒性減弱論”讓預測未來變得簡單,但卻是錯誤的。如果這次新冠大流行教會了我們一些東西的話,那就是時刻保持警惕。當病毒適應時,我們也應該出招。

      最要緊的忠告

      必須消除一種誤導,即,病毒為了“自身利益”,總會進化到不再致命。這個過時的舊理論已經被證明是錯誤的。

      隨著時間的推移,病毒的毒性可能減弱或增強,這取決于作用在它們身上的諸多壓力。

      病毒會發生隨機的突變,并恰好影響我們免疫系統對它的識別(抗原漂移)。更罕見的是,它們的遺傳密碼片段可以與另一種病毒的遺傳密碼重組,從而產生一種全新的病毒(抗原轉變)。

      關鍵詞: 改邪歸正

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