病毒是怎樣入侵人體的?

2020-12-03 中國數字科技館

簡單說來,病毒就是寄生蟲。寄生蟲就是靠自己沒法生存的物種,一定要依附一個宿主。這個宿主可以是一個簡單的細菌,可以是一個細胞,可以是一個生物體,也可以是人類這樣複雜的生物體。病毒是寄生蟲,不依附於其他生物就沒法存活、沒法繁殖、沒法複製。

病毒的歷史非常悠久,有生物的時候就有病毒了,病毒是依附於生物而生存的。最簡單、最古老的病毒叫噬菌體,它是感染細菌的病毒。細菌雖然只有一個細胞,但也是一種生物體,我們稱之為單細胞生物。

要了解細菌如何入侵宿主,我們可以先來看看噬菌體是如何入侵宿主細菌的。噬菌體會先感染細菌的表面,然後把自己的DNA注入宿主細胞。

注入以後,噬菌體有兩個選擇:一個是將自己的基因隱藏在宿主的基因組裡,也就是潛伏下來。人類的基因組裡就有很多病毒潛伏留下的痕跡。這一感染途徑又叫溶源。

另外一個選擇是利用宿主細胞的能量和材料,複製新的病毒。由於細胞內的能量和物資被病毒劫持,細胞往往就發生病變,最終導致破碎,病毒藉此出逃的機會,就可以繼續去感染更多的細胞。這一感染途徑又叫裂解。

這就是最簡單的病毒入侵細菌細胞的過程。病毒的種類雖然多種多樣,也在發生變異,但其感染細胞乃至感染生物體的邏輯都是一樣的。

在被病毒感染以後,細胞或生物體會坐以待斃嗎?當然不會。「魔高一尺,道高一丈。」那細菌中用來對抗病毒入侵的工具是什麼呢?

大家可能聽說過基因編輯方面的新聞,也通過這些新聞聽說過基因編輯工具CRISPR–Cas9。其實基因編輯工具就是細菌用來對抗病毒的工具,這套工具是科學家在細菌裡發現的,有著數十億年的歷史。

細菌用這套工具來對抗病毒入侵,原理跟人體的免疫系統對抗病毒是一樣的。人體的免疫系統也非常重要,每時每刻都在跟入侵的病毒、病菌作鬥爭。

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