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9 细胞的“吸血鬼”——病毒

    病毒,从名字上看就不是什么好东西,它们与细菌真菌相比要小得多,直径在几十到几百纳米,大小约是细菌的百分之一,必须通过电子显微镜才能看到。病毒专门靠感染细胞活着,所以说它是细胞的“吸血鬼”。病毒虽小,危害却是很大的。

    从形状上来看,病毒跟细菌类似,主要有球状、杆状、螺旋状等,还有比较特殊的,比如二十面体,像个人造卫星。病毒的构造非常简单,比细菌和真菌要低等,只有一个蛋白质的外壳和住在里面的一个核酸分子,连细胞核和细胞结构都省了,只是一种简单的非细胞形态,必须寄生在活的细胞里生活。至今,对于病毒究竟是活的还是死的仍存在争议,说它是死的吧,它又能主动感染细胞,还可以繁殖后代,可说它是活的吧,它自己又不能独立生存,必须靠感染活细胞利用其现成的器件完成自己的繁衍。干脆大家别争论了,就把病毒当作介于生命体及非生命体之间的有机物种吧,它就是没有细胞结构的特殊生物体。无论什么病毒,人们都不会对它们有好感,常听说的病毒有艾滋病病毒(HIV)、疱疹病毒(HV)和流感病毒(IV)等都会引起人类的疾病甚至导致死亡。

    结构简单,高效繁殖

    实际上,看似简单的病毒做起事来却十分高效。我们先来说说核酸分子,病毒只带有少量核酸分子,但都是精华,里面只包含了完成其繁殖过程的全部遗传物质,根本不需要形成核,外面再套一个外壳就构成了一个完整的病毒。细菌没有细胞核,属于原核生物,里面的核酸分子少并且比较松散,就像棉花糖一样;真菌拥有细胞核,是因为它里面的核酸分子比较多,在有限的空间里像棉花糖一样根本盛不下,因此,必须折叠,压缩成致密的细胞核,就像糖块一样密实。动植物都是高等生物,所以核酸分子更多,细胞核也更致密和复杂。病毒仅靠少量核酸分子就能完成它们整个的生命周期,核酸分子可以是DNA或RNA(ribonucleic acid),非常简洁和高效。

    病毒除了内部的核酸,还穿着个外壳,这个外壳就像人穿的衣服一样是区分不同病毒的依据。根据不同病毒外壳中成分的组成可以区分不同的病毒,比如,流感病毒外壳的一种成分是柱状的血凝素(H,hemagglutinin),它的作用是让病毒可以找到并且抓住活的细胞,是为了进入细胞进行繁殖,我们称它为“抓手蛋白H”;另一种是呈蘑菇状的四聚体糖蛋白的神经氨酸苷酶(N,neuraminidase),它的作用是让已经自我复制好的病毒从细胞中释放出去,是为了从细胞中跑出来,我们称它为“跑路蛋白N”。我们经常听到的甲型流感病毒,其H可分为16个亚型,N可分为9个亚型。不同H和N可以构成不同的病毒亚型,H7N9就是其中一种病毒的名字。

    病毒的一生

    我们来总结一下流感病毒的一生:首先,由抓手蛋白H找到并黏附到活的细胞上,这些活的细胞可以是动植物的细胞,也可以是细菌或真菌,只要是活的细胞,理论上都可以被病毒拿来繁衍后代;然后,病毒在细胞上面打一个孔,把病毒里面的核酸分子注射进活细胞里,这个核酸分子就会整合到活细胞的核酸分子上,开始调动活细胞合成病毒自己的外壳并且复制核酸分子;最后,等复制到足够数量的核酸分子和外壳后,开始组装成完整的病毒,之后跑路蛋白N就开始从细胞内部撕开一个口子,让已经组装好的病毒释放出去,于是,无数的病毒就被制造出来了。这些病毒又开始了新的征程,继续侵染活的细胞,繁衍后代。

    理论上,一种病毒穿一种衣服,只能感染一种活细胞,肝炎病毒只侵入肝脏细胞。一种病毒只对一个物种感兴趣,烟草花叶病毒只侵染烟草;对不同的物种而言,流感病毒也是不一样的,可以分为人流感、禽流感、猪流感、马流感等类型。一旦一种病毒可以同时感染不同的物种时那就不得了了,这种病毒就是超级病毒了。如果禽流感可以感染人,就一定会引起人类的恐慌,毕竟鸟类数量很多,还可以飞来飞去,病毒随着鸟类到处传播,用不了多久,全球的人类可能都会受到影响,说不定会引起人类的大灭绝。但幸运的是,还好没有出现这样的病毒。出现这种病毒的可能性也非常低,因为对病毒来说,它们也不想这样做,把宿主都杀死了,自己也将失去依附对象,自然也会跟着灭亡。

    吃细菌的病毒——噬菌体

    除了可以感染动植物的病毒,还有一类病毒是专门感染细菌的,这种病毒叫“噬菌体”,可以称得上是“细菌吸血鬼”。噬菌体和细菌在地球上共存的历史最长,它们俩在人类出现之前的几十亿年就开始在一起了,它们之间的抗争史估计讲都讲不完。由于这两者之间的打斗跟我们人类没什么太大关系,所以,我们对“噬菌体”的了解比较少。随着“超级细菌”和抗生素耐药性问题的出现,我们对一些细菌开始束手无策了,这时候,人类开始找“噬菌体”寻求帮助,让这个细菌的克星来杀死细菌。目前,已有科学家找到了一些可以杀死特定细菌的“噬菌体”,最终,还是希望利用它们来杀死那些对人类有害的已经产生了耐药性的细菌。

    对付流感病毒,吃抗生素没用

    值得注意的是,病毒跟细菌不同,可以杀死细菌的抗生素,对病毒感染是无效的。因此,流感季节如果是流感病毒感染,使用抗生素是无效的,既浪费时间又浪费钱,知道这个原理的医生一定不推荐流感病毒感染时使用抗生素。对于一般的病毒感染,人体都会产生免疫力。

    病毒感染人体后,侵染几个细胞,完成自己的繁殖后人体很快就会做出反应,先牺牲掉几个细胞,满足病毒繁殖的需要后人体就会做好防御,开始调动人体免疫系统,防止病毒的进一步感染,病毒达到繁殖的目的后也就乖乖地走了,这个过程如果不加人为的干预也许一两天就好了。

    一般的流感病毒感染不用治疗,几天之后自然就好了。但是对于免疫力不好的人,人体免疫系统跟病毒作斗争的时候,免疫系统被调走抗病毒去了,就可能让不好的细菌乘虚而入,引起继发性细菌感染,加重病情。碰到这种情况就必须用抗生素了,让它们来管管细菌。

    实际上,对于病毒也有可以防治它们的武器,那就是治疗病毒感染的干扰素。干扰素可以干扰病毒的复制过程,并不直接杀伤或抑制病毒,作用是让病毒不能制造病毒,侵入细胞后不能复制,只能自个儿瞎溜达。有意思的是,由于干扰素在干扰病毒复制的过程中也会顺带抑制细胞本身的复制,人们发现了一些居然可以抑制肿瘤细胞复制的干扰素,对治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病还有一定疗效。虽然,干扰素有如此神奇的抑癌效果,但是它们的价格一般都比较高,还会引起一些副作用,不到万不得已,医生一般不推荐患者使用。