病毒是怎樣入侵人體的? 當(dāng)埃博拉病毒肆虐西非,感染者的器官與組織出血不止并在劇烈疼痛中死去時(shí);當(dāng)看到紅絲帶,讓人聯(lián)想到那可怕的至今已奪去數(shù)十萬(wàn)人生命的艾滋病毒時(shí);當(dāng)曝光某野生動(dòng)物成為人類(lèi)餐桌上的新寵,使我們擔(dān)憂的想到因?yàn)椴妒彻迂偠l(fā)的“非典型肺炎”時(shí);當(dāng)禽流感爆發(fā),大量的家禽被捕殺時(shí),我們不禁要問(wèn),哪里來(lái)的這么多的病毒?在醫(yī)學(xué)發(fā)達(dá)的今天,病毒何以如此可怕?面對(duì)病毒,我們?cè)撛鯓踊負(fù)簦?/p> 顯微鏡下的病毒 若要弄清楚以上幾個(gè)問(wèn)題,需要對(duì)病毒進(jìn)行全面的剖析。作為世界上最小的生物,病毒要比細(xì)菌還小百倍。所以狡猾的病毒能通過(guò)除菌濾器。只有借助電子顯微鏡才能看見(jiàn)。病毒的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,大多數(shù)病毒只是一團(tuán)由蛋白殼體做“外衣”包裹著基因物質(zhì)的核殼體而已。但因此也產(chǎn)生了病毒的兩個(gè)“鮮明的特色”:一般生物細(xì)胞中的核酸均含有DNA與RNA這兩種遺傳物質(zhì),但是病毒卻只擁有其中的一種,如乙肝病毒內(nèi)的核心部分為雙鏈DNA,而艾滋病毒內(nèi)部的遺傳密碼卻是分布在RNA分子上,更為奇特的是引起瘋牛病的朊病毒居然只是蛋白質(zhì)分子,不含任何遺傳物質(zhì);另外,病毒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖然極為簡(jiǎn)單,但外部形態(tài)卻有很多種。如乙肝病毒與艾滋病毒均為顆粒狀;埃博拉病毒屬于絲狀病毒;SARS病毒則是一種冠狀病毒的變種?! ?br> 也正是因?yàn)椴《镜慕Y(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單,據(jù)此,一些科學(xué)家猜想,病毒可能是從普通細(xì)胞中“逃逸人體”出來(lái)的DNA或RNA片斷,在獲得了一些蛋白質(zhì)或是部分細(xì)胞膜作為它們的外殼后而成為了獨(dú)立的生命體病毒。如果這種猜想是真實(shí)的話,那么就意味著病毒這種古老的生物自20億年前細(xì)胞最早出現(xiàn)后,就一直在地球上作亂。 事實(shí)上,確實(shí)是從史前時(shí)代起,人類(lèi)就遭遇到過(guò)病毒的侵害。除鼠疫、天花、牛痘等在人類(lèi)歷史上曾經(jīng)有過(guò)“橫掃世界”的強(qiáng)進(jìn)勢(shì)頭并且造成重大損失的傳統(tǒng)病毒外,最近幾十年新的病毒正以一種令人膽顫的神秘方式不斷出現(xiàn)。尤其是其中的大多數(shù)屬于尚不為人所知的熱帶地方性病毒。目前,地球上大約有4000多種病毒,其中大約有100多種與人類(lèi)疾病密切相關(guān)。其中的新興病毒已經(jīng)在人類(lèi)全球健康網(wǎng)絡(luò)上打開(kāi)了缺口。比如,震驚全世界、至今無(wú)藥可治的艾滋病毒;目前正在西非蔓延同樣沒(méi)有有效治愈方式,同時(shí)致死率又極高的埃博拉病毒;由蚊子攜帶并且可以隨著氣候變化的美國(guó)西尼羅河病毒等等。這些“新興病毒”本是長(zhǎng)期隱藏于密林之中的,作為病毒的自然宿主,各種野生動(dòng)物是一個(gè)巨大的天然病毒庫(kù)。然而,多年來(lái)帶有病毒的野生動(dòng)物們一直未發(fā)生明顯的癥狀。它們安安靜靜的潛伏不動(dòng),也可以說(shuō)是在蟄伏待機(jī)。一旦生存環(huán)境發(fā)生改變,這些病原體就會(huì)抓住機(jī)會(huì),得以轉(zhuǎn)移到新的宿主或產(chǎn)生突變體,從而引發(fā)新的疾病,進(jìn)而擴(kuò)大種群。 在病毒傳播的過(guò)程當(dāng)中,地球的主宰——人類(lèi),同樣扮演了“重要的”角色。當(dāng)現(xiàn)代文明的發(fā)展使野生動(dòng)物的棲息地遭到大面積破壞以后,動(dòng)物們不得不向人類(lèi)生活的區(qū)域轉(zhuǎn)移;另一方面,隨著交通工具與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我們的足跡已幾乎遍布世界各個(gè)角落,這也增加了人類(lèi)與攜帶病毒的野生動(dòng)物接觸的機(jī)會(huì)。所以,新病毒的陸續(xù)出現(xiàn)大概也是人類(lèi)破壞環(huán)境所付出的慘痛代價(jià)吧。 以埃博拉病毒為例,它并不是第一次出現(xiàn)在人類(lèi)的視野之中,早在1976年就首次被發(fā)現(xiàn)于扎伊爾的埃博拉地區(qū)并因此而得名。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的統(tǒng)計(jì),當(dāng)時(shí)被感染的300名患者中,共有274人被病毒奪去了生命。沒(méi)有有效的治療與防治方法,幾十年來(lái),埃博拉病毒在非洲引起了數(shù)次發(fā)熱和嚴(yán)重內(nèi)出血的爆發(fā)流行,絕大多數(shù)的感染者難免死亡。 這種可怕的病毒爆發(fā)的原因,就始于人們處理受感染的肉類(lèi)或者野生動(dòng)物,特別是大型猿類(lèi)動(dòng)物。盡管人們還不清楚這些動(dòng)物是如何傳染這種病毒的。但不幸的是野生動(dòng)物的肉卻是這一地區(qū)居民主要的蛋白質(zhì)來(lái)源??墒?,病毒到底是如何從宿主身上轉(zhuǎn)移到人類(lèi)體內(nèi)的呢?病毒的感染機(jī)制依然和它的核殼體結(jié)構(gòu)相關(guān)。病毒需要寄生于活的宿主細(xì)胞,原因就在于病毒缺乏增殖所需要的酶系統(tǒng),因此必須依賴于寄主細(xì)胞提供自我復(fù)制過(guò)程中所需要的原料體系、能量和場(chǎng)所。外部條件準(zhǔn)備就緒后,病毒需要完成以下六個(gè)步驟完成其增殖活動(dòng),分別是吸附、侵入、脫殼、生物合成、組裝和釋放。 吸附作為這邪惡過(guò)程的第一步是決定感染成功與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn),在吸附過(guò)程中,細(xì)菌的細(xì)胞壁以及動(dòng)物細(xì)胞膜上的一種脂蛋白或糖蛋白充當(dāng)了“內(nèi)鬼”的角色。作為細(xì)胞表面受體,它們會(huì)與動(dòng)物病毒或和噬菌體表面特異性的吸附蛋白發(fā)生相互作用而完成病毒的吸附過(guò)程;迄今為止,尚未發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞上有特異性的受體。吸附的整個(gè)過(guò)程可在幾分鐘到幾十分鐘的時(shí)間內(nèi)完成。成功附著到宿主細(xì)胞以后,病毒要么通過(guò)某種方式進(jìn)入宿主細(xì)胞,要么會(huì)將含有復(fù)制病毒指令的基因物質(zhì)注入宿主細(xì)胞之內(nèi)。若病毒需要進(jìn)入宿主細(xì)胞,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),可以有四種方式:注射式侵入、細(xì)胞內(nèi)吞、膜融合以及其他特殊的侵入方式。有尾噬菌體可以通過(guò)尾部收縮將衣殼內(nèi)的基因注入宿主細(xì)胞內(nèi),這樣的方式稱(chēng)為注射式侵入;而動(dòng)物病毒的常見(jiàn)侵入方式則是通過(guò)細(xì)胞內(nèi)吞來(lái)完成。細(xì)胞膜內(nèi)陷形成吞噬泡,病毒粒子從而得以進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)當(dāng)中;若病毒含有包膜,那么在侵入過(guò)程中,病毒包膜可以與細(xì)胞膜融合,最終使病毒得以進(jìn)入細(xì)胞。若是植物病毒那么可以通過(guò)存在于植物細(xì)胞壁上的小傷口或天然的外壁孔侵入。植物細(xì)胞之間的胞間連絲也可以成為病毒入侵細(xì)胞的通道。正可謂是“條條大路通羅馬”,根據(jù)病毒的種類(lèi)不同,被侵入細(xì)胞的類(lèi)型不同,病毒入侵細(xì)胞的方式可以是多種多樣的。 完成入侵步驟以后,病毒在細(xì)胞內(nèi)將會(huì)首先發(fā)生脫殼過(guò)程。這是指病毒感染性核酸從衣殼內(nèi)被釋放出來(lái)的過(guò)程。無(wú)包膜病毒只需要脫衣殼;有包膜的病毒,脫殼過(guò)程包括脫包膜和脫衣殼這兩個(gè)步驟,方式因“病毒”而異。緊接著病毒會(huì)“馬不停蹄”的進(jìn)行生物合成。即根據(jù)基因指令,并借助宿主細(xì)胞提供的原料、能量和場(chǎng)所來(lái)合成核酸和蛋白質(zhì)。這是病毒基因組進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)的一個(gè)過(guò)程。以病毒核酸為模板在酶的作用下合成新的核酸分子,并以病毒RNA或病毒DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物作為信使RNA,在細(xì)胞的核糖核蛋白體上合成衣殼蛋白,此過(guò)程中所需要的多數(shù)酶也來(lái)自宿主細(xì)胞。而在此階段,胞漿中并沒(méi)有病毒顆粒,因此被稱(chēng)為隱蔽期。 病毒的結(jié)構(gòu)成分,核酸和蛋白質(zhì)已分別準(zhǔn)備就緒,隨后在細(xì)胞核內(nèi)或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)發(fā)生裝配過(guò)程,即組裝成核衣殼。絕大多數(shù)DNA病毒是在細(xì)胞核內(nèi)組裝,而RNA病毒與痘病毒類(lèi)則在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)組裝。無(wú)包膜病毒組裝成核衣殼以后即成為成熟的病毒體。最后即是釋放過(guò)程,也是在此過(guò)程中,絕大多數(shù)有包膜病毒通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、空泡,或以出芽方式釋放而成為成熟病毒。在這一系列的過(guò)程當(dāng)中對(duì)細(xì)胞膜破壞較輕,宿主細(xì)胞死亡慢;而無(wú)包膜病毒釋放時(shí)被感染的細(xì)胞崩解,釋放出病毒顆粒。宿主細(xì)胞膜被破壞,細(xì)胞也隨即死亡。 從單個(gè)病毒吸附開(kāi)始至病毒釋放完成,整個(gè)過(guò)程稱(chēng)為感染周期。并且鑒于病毒是嚴(yán)格的細(xì)胞內(nèi)寄生生物,又沒(méi)有獨(dú)立的代謝系統(tǒng),很難找到殺死病毒而不傷害寄主的處理手段和藥物。因此防重于治是對(duì)付病毒的基本方針。預(yù)防病毒的主要措施有:消滅傳染源、鏟除傳染媒介、接種疫苗也是一個(gè)有效措施。消滅傳染源這是預(yù)防動(dòng)、植物和微生物病毒的有效措施,包括衛(wèi)生檢疫、隔離、鏟除傳染源;另外動(dòng)植物病毒大都通過(guò)媒介傳染,以昆蟲(chóng)為主。例如乙型腦炎通過(guò)蚊子傳染、許多植物病毒通過(guò)蚜蟲(chóng)傳播。因此消滅傳染媒介對(duì)于病毒的預(yù)防顯得更為重要;雖然病毒的復(fù)制速度極快,殺傷力極大,但是也不可以為所欲為依然會(huì)遭遇“強(qiáng)敵”,即生物免疫系統(tǒng)——分為特異性免疫和非特異性免疫。到處“巡視”的淋巴細(xì)胞隨時(shí)準(zhǔn)備消滅外來(lái)入侵物質(zhì),一旦受到抗原刺激就會(huì)啟動(dòng)人體特異性免疫,產(chǎn)生大量的抗體與抗原相抗衡。接種疫苗就是利用了特異性免疫學(xué)原理。在遭遇病毒的大規(guī)模襲擊前,有意給人體注入病毒的蛋白殼體(即疫苗)可使人體免疫系統(tǒng)為病毒的大規(guī)模襲擊做好準(zhǔn)備。這種方法己經(jīng)挽救了幾百萬(wàn)人的生命。但是據(jù)上文介紹可知病毒的結(jié)構(gòu)極其的簡(jiǎn)單,這便意味著它們能夠迅速變異。所以,在一種病毒爆發(fā)以后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)似乎消失了,但是不知哪天就會(huì)“重整旗鼓”以一個(gè)新面孔的形式“卷土重來(lái)”。又或者一種流感病毒疫苗不能徹底解決病毒性感冒一樣。這是因?yàn)橐鹌胀ǜ忻暗牟《就ㄟ^(guò)不斷改變蛋白殼體,使人類(lèi)的免疫系統(tǒng)每次都需要對(duì)它們進(jìn)行重新確認(rèn),從而為病毒在人群中傳播贏得了時(shí)間。另一方面不需要抗體參加的抗病毒作用稱(chēng)為非特異性免疫,其中最重要的是干擾素,它是機(jī)體對(duì)抗病毒感染而產(chǎn)生的一種物質(zhì)。直接使用干擾素或干擾素誘導(dǎo)劑都可有一定的防治效果。 人類(lèi)與病毒的戰(zhàn)爭(zhēng)還在繼續(xù)。但是在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中也存在很多值得我們反思的問(wèn)題。保護(hù)野生動(dòng)物棲息地,減少人類(lèi)活動(dòng)對(duì)野生動(dòng)物造成的影響,就會(huì)減少我們與攜帶各種病毒的野生動(dòng)物的接觸,也就大大降低了“新興病毒”出現(xiàn)的幾率。人類(lèi)的活動(dòng)不僅對(duì)地球上的其他生物,甚至對(duì)人類(lèi)自身已經(jīng)造成傷害,人類(lèi)與病毒的戰(zhàn)爭(zhēng)還在繼續(xù),人類(lèi)思想與行動(dòng)的戰(zhàn)爭(zhēng)依然在持續(xù)。 (作者:王瑋潞) 補(bǔ)注:百度知道傾情編著大數(shù)據(jù)時(shí)代的辟謠寶典——《那些年我們一起信過(guò)的謠言》,粉碎我們?nèi)粘I钪蟹椒矫婷娴膫纬WR(shí)。想檢驗(yàn)一下自己的謠言抵抗力嗎?快來(lái)參與圖書(shū)眾籌,成為首批讀者,還有百度大廈之旅等著你:http://zhidao.baidu.com/s/book/index.html |
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