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疫情再次肆虐,聊聊那些看不见的恶魔-微生物

北半球凛冬将至,全球疫情二次爆发不幸被印证,欧洲国家又相继封城,国内频发冷链传播新冠的病例,没有国家可以独善其身。

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(图片来源:news.wenweipo.com)

意大利对去年9月起的900余份血液样本进行分析时,发现111份在病毒测试时呈阳性反应且有超过11%带有病毒抗体。这也表明在意大利官方通报发现新冠之前,病毒就已经存在于其本土。这再一次刷新了世界对新冠的认识,不禁感慨大自然就像一个连环杀手,病毒溯源便是在一次次的犯罪中找到蛛丝马迹,案情扑朔迷离。

现代医学定义的传染病可谓是五花八门,从容易被忽略的流感,到谈之色变的鼠疫、天花、霍乱、伤寒,再到我们这代人经历的非典和新冠,这些病症都是由什么引起的,引起这些流行病的微生物有什么区别?今天我们就来聊聊和人类共存的微生物。

一部人类历史,半部流行病史

鼠疫,是鼠疫杆菌(属于耶尔森菌)借鼠蚤传播的烈性传染病。今年春季在内蒙地区出现的鼠疫是近年来为数不多的见诸于主流媒体的鼠疫新闻。憨态可掬引来无数人投喂野生土拨鼠,便是鼠疫传播的一大隐患。

染上鼠疫的患者会出现大块黑色而疼痛并且会渗出血液和浓汁的肿瘤,组织坏死呈现黑色,因此也被称为黑死病。黑暗的中世纪,黑死病席卷欧陆,意大利和法国受灾最为严重。当年受灾最为惨重的城市是意大利佛罗伦萨,80%的人因黑死病殒命。

欧洲大伤元气,大瘟疫传播而引起了社会、经济、宗教和政治的大变动。一波又一波迫害犹太人的浪潮被掀起,理由是犹太人四通八达的流动加重了瘟疫的传播。在德国美因茨,1.2万犹太人被作为瘟疫的传播者遭受火刑而死,在斯特拉斯堡则有1.6万犹太人罹难。 在疫情面前不分原由的问责,推卸本该自己承担的责任,数百年来,人类没有丝毫改变。

霍乱,是由霍乱弧菌引起的一种烈性肠道传染病,传染性和致死率极高,和鼠疫是我国唯二的甲类传染病。你没有听错,可怕的非典和新冠都没有归为甲类传染病,由此可见这哼哈二将的骇人程度。人类是霍乱弧菌的唯一易感者,人类史也是和霍乱弧菌相杀的历史,马尔克斯的经典《霍乱时期的爱情》写尽了霍乱和战争背景下的爱情和死亡。由于科技进步和医疗卫生水平的提高,霍乱俨然已不是最棘手的传染病了。

(图源:google.com)

SARS病毒和新冠病毒同属冠状病毒,2003年仍然是很多90后回忆中难忘的一年,或许我们已经忘记了那年有多少人感染SARS,但仍然会记得弹珠、沙包、烟火牌这种布满尘土的游戏被老师禁止的无奈,以及课间排队洗手、放学后用84甚至白醋消毒的校园记忆。SARS在全世界范围内造成的感染只有八千余人,而新冠达到八千万或许只是时间早晚的问题。

两种病毒在氨基酸序列及3D结构上都有很大的相似性,冠状病毒基因组为线性单股正链的RNA病毒,和DNA的双链稳定性大有不同,单链RNA复制过程容易出现变异现象。在的新冠毒株主要有三种,C型主要分布在欧洲,以法意瑞英的患者居多;武汉和东南亚的主要病毒类型为“B”;而A型大量存在于美国、澳大利亚。中国的A型病毒中,集中存在于在鄂居住的美国人体内。

数据只提供分析,结论自有人输出,是天灾还是人祸,个中原因是舆论战,更是政治博弈。只是当病毒复制的样本量达到几千万甚至上亿级别,谁又能预测病毒还会产生怎样的变异。当所有人谈冠色变时,或许就是防疫转折的开始。

诸如上述的传染病很多,但是大多都逃不出一个关键词——微生物。瘟疫,在缺乏有效检测手段的年代,是传染病的统称。发生瘟疫时,除了蒙昧时期的经验科学,或许就只有求神拜佛了。

被烟草花叶病毒感染的叶片和病毒的电镜照片

(图源:virosin.org)

在列文虎克发现了细菌后,直到19世纪 60年代,近代微生物学奠基人路易斯·巴斯德,用著名的“鹅颈烧瓶试验”证明了细菌不是自然发生的,而是由已存在的细菌产生。而在人类发明了能阻挡细菌通过的过滤器后,却依然发现植物能够被烟草花叶病的过滤液感染,直到数十年后电子显微镜的发明,才让人类第一次观察到了病毒的样貌。

浅谈细菌和病毒异同

说到这里,是时候将细菌和病毒的异同以科学且相对通俗的方式呈现了。最直观的区别是:细菌有细胞结构,病毒无细胞结构,蛋白质外壳包裹着一团储存遗传信息的核酸。细菌可以无宿主增殖,而病毒无法脱离宿主增殖。病毒比细菌要微小得多,一般只有细菌的十分之一,甚至百分之一大。直到电子显微镜发明人类才真实的观察到病毒。

我们对于恐龙化石非常熟悉,更为有趣的是还存在着细菌化石,科研人员在中生代、新生代的沉积中,发现了很多保存着完整小球菌和杆菌的化石,足见细菌的体积之大。然而目前为止人类还未发现任何有关于病毒的化石。

就目前的研究手段和证据,病毒的起源未知,不形成化石就没有进化过程的外部参考,病毒的多样性显示它们的进化很可能是多条线路的而非单一的。分子生物学是揭示病毒起源的有效方式;但仍然需要远古病毒DNA或RNA的样品,而全球各大生物实验室中病毒样本只能追溯不足百年。

除此之外,病毒的命名也不如细菌系统:冠状病毒按照病毒的型态命名,狂犬病毒、烟草花叶病毒是根据感染对象命名,埃博拉病毒是以最初发现的地点命名,天花、麻疹则是根据病征来命名。高中生物中的病毒机器人——噬菌体常则依据实验室内编号命名,如T1噬菌体。

对抗细菌病毒的良药

人类与细菌病毒抗争了千年,在现代医学的抗生素研制出来之前,人类凭借自身抵抗力和经验性的古代医学对抗。古代中医对抗瘟疫,不外乎将中草药投入到饮水井,而古代西医甚至将生石灰、甘汞等物质组成用药,更有甚者通过频繁的放血来达到排毒的目的。直到抗生素的发明,才将人类的寿命显著提升。

抗生素,也就是国人口中常说的消炎药,它的发现源自弗莱明的一次失误,在培养皿中培养细菌时发现,由于密闭没有做好导致青霉菌落在培养基上,而它的周围没有细菌生长,受此启发研制出青霉素。大名鼎鼎的盘尼西林就是青霉素的音译,和原子弹同是二战时期最伟大的发明。

抗生素只对细菌有效。对于绝大多数病毒,人类却束手无策。有限的抗病毒药物包含病毒灵(盐酸吗啉胍),其机理是抑制病毒的DNA和RNA聚合酶,达到抑制病毒繁殖的目的。1%浓度下的病毒灵对腺病毒、疱疹病毒都有明显抑制作用。

病毒唑是以利巴韦林为成分的核苷类抗病毒药。针对遗传载体为嘌呤RNA的核苷酸时,会干扰病毒复制。从新冠流行开始就一直见诸于媒体风口浪尖的瑞德西韦也是抗病毒药物,它是核苷类似物,具有抗病毒活性,对埃博拉病毒感染有很好的疗效。然而WHO参考了对比样本数据,并不推荐瑞德西韦治疗新冠患者。

瑞德西韦(图源:google.com)

疫情的思考

在2020这样一个特殊的年份,新冠疫情肆虐世界之时,世人对待病毒的态度又着实让我震惊,不谈敬畏,至少基本的重视之心要有,而多少国家的民众对口罩这种最基础的防护都有抵触,对这一点认识不够深刻的原因只有一个:他觉得死亡离自己还很遥远。

纵观历史,小到一个国,大到整个人类文明,最终被改变和颠覆的导火索,只是一场细菌或病毒导致的瘟疫。至于如今,人类是正处于一场波及整个世界的大变革初期,还只是单纯的杞人忧天?我们的世界正悄然发生一种不可逆的改变,人类面临的最大问题已经不是传染病,而是人心,人性,是人类本身对于群体生存方向的思考。

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