病毒的真相!透過新冠肺炎看龐大的病毒世界(二)
來源:藥智網|中華小吃
近日WHO總幹事譚德塞宣布新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情為全球大流行(pandemic),並表示情況將進一步惡化。疫情走到今天,中國基本穩定了,但世界又起來了。
筆者上一篇文章《病毒的真相!透過新冠肺炎看龐大的病毒世界》簡要介紹了病毒的由來、概況、及2種常見的病毒,本篇將繼續分享病毒的世界,介紹令人聞之色變的HIV、伊波拉等病毒,以進一步理解病毒的發現及生存邏輯。
HIV:源於靈長類的瘟疫
1981年7月,幾位洛杉磯醫生注意到一個奇怪的「巧合」:1980.10~1981.05期間,該市有5名男子因患有同樣罕見的卡氏肺囊蟲肺炎而入院治療。這種疾病大多數人在童年的某個時刻都曾把它吸入到呼吸道裡。但人的免疫系統會迅速幹掉這些真菌,並產生抗體從而保護人一輩子。然而,這5名患者的症狀並不典型,他們都是男性,在患上肺炎之前健康狀況良好。當時他們並不知道,這5名病例,竟然會迅速演變成當代歷史上最恐怖的流行病...
5位患者確實有細胞層面的免疫功能障礙,真正的始作俑者即是人類免疫缺陷病毒(HIV),也就是愛滋病。自20世紀80年代被發現後,HIV感染了6000萬人,並讓其中一半失去了性命。
表1:愛滋病毒病例和愛滋病毒死亡人數/全球統計數據
愛滋病雖聲名在外,但實際上傳染性並不強,哪怕患者在你身邊打噴嚏,甚至握手,都不會被感染。愛滋病只能通過特定種類的體液—血液、精液等進行傳播。所以,無保護的性行為會傳播病毒,人輸了被病毒汙染的血也會被感染,準媽媽如果是攜帶著也可能把病毒傳染給未出生的孩子,吸毒者共用針頭也極有可能被感染...
20世紀80年代初,一大批疑似卡氏肺囊蟲肺炎患者湧進醫院,其實,他們都是HIV病毒感染者。就這樣,在找出病毒之前,醫生就先見識了HIV的厲害。他們把疾病命名為獲得性免疫缺陷症候群,簡稱愛滋病(AIDS)。1983年,也就是在人們首次觀察到愛滋病患者林昂限制後,一組法國科學家才從患者體內真正分離出了愛滋病毒,更多的研究也都確認愛滋病的源頭就是HIV病毒。但與此同時,在美國和其他國家,愛滋病病例陸續湧現。
科學家耗費了30年的時間,才大概摸清了愛滋病的根源。第一條線索來自患病的猴子,1985年新英格蘭靈長類動物研究中心的科學家嘗試將HIV抗體加入病猴的血清,結果這些大分子竟然真的「釣」出了一種新病毒,科學家將其命名為猴免疫缺陷病毒,簡稱SIV。1991年紐約大學的科學家在西非白頂白眉猴體內找到了一種和愛滋病病毒極為相似的病毒;且隨著進一步的研究,在演化的歷史中白頂白眉猴所攜帶的SIV病毒曾多次完成跨物種跳躍,遷移到人類群體,並分別演變成不同的HIV-2病毒株,這個過程竟多達9次!
HIV-1是愛滋病的主要罪魁禍首,搞清楚HIV-1的來源用了更長的時間。1989年法國發展研究院和蒙彼利埃大學的病毒學家瑪蒂娜彼得斯和她的同事們在非洲加彭的豢養黑猩猩身上發現了一種類似HIV-1的病毒。為了研究這種病毒,研究人員去到了位於赤道非洲的森林,收集糞便,而結果是所有黑猩猩糞便中都分離出了SIV病毒株。其中,喀麥隆南部黑猩猩體內的病毒和HIV-1親緣關係最近。2006年,科學家宣布,在喀麥隆的大猩猩體內也找到了SIV病毒。
科學家掌握的所有證據都指向了同一個HIV-1病毒起源的假說,即:多年前,和HIV-1同源的SIV病毒一直在非洲的黑猩猩群體中不斷傳播,一次偶然的機會讓它們感染了一隻大猩猩,之後大猩猩感染了黑猩猩,喀麥隆的獵人進一步獵殺黑猩猩和大猩猩,從而被感染。但20世紀以前,這些獵人的活動遠離人群,而20世紀初,沿河開展的商業行為使得病毒開始遷徙、複製、突變、增殖,從而升級為感染人類的病毒。2005年,愛滋病死亡率達到歷史最高,當年有250萬人因此失去生命;到了2013年,死於愛滋病的人數降到了150萬。
愛滋病疫苗仍然是實現死亡率降低最有效的辦法,而抗HIV藥物的廣泛使用也能讓已經感染愛滋病患者體內的病毒數量得到控制。現在人類對HIV的了解已經非常深入,我們甚至對一百年來病毒為適應人類而做出的分子層面的改變都了如指掌。我們完全有可能在此基礎上逐一去破壞這些適應性狀。換句話說,防治愛滋病的未來,答案或許都藏在它的過去之中。
表2:2000年至今上市的愛滋病疫苗&抗HIV藥物
伊波拉:《戰狼》中的非洲瘟疫
2013年12月2日,幾內亞東南部的梅裡安多村,一名2歲的男孩病倒了。孩子顯示發燒、之後開始劇烈嘔吐、並伴有噴射狀腹瀉、便血,4天後,孩子還是死了...然而,這並沒有結束,男孩4歲的姐姐隨即出現了同樣的症狀,並很快死去,再後來是母親、祖母...更恐怖的是,照顧他們的助產士、外村的護士也被感染,也相繼死去。由於梅裡安多村地處幾內亞、獅子山、賴比瑞亞邊界,人們經常於此做生意,病毒很快在獅子山和賴比瑞亞爆發了,直到2014年3月,幾內亞醫療部門才最終宣布他們確認了疫情的罪魁禍首:伊波拉病毒。
伊波拉病毒並非首次危害人類。1976年,病毒的首次亮相即展現了恐怖的殺傷力。
在薩伊境內一個偏遠地區,人們開始發燒並嘔吐,有的病人身上像口鼻等所有開孔都流血不止,甚至雙眼也在出血。一位醫生在就職一個垂死的修女時從她身上採集了血液樣本,病毒學家皮奧經電子顯微鏡發現了一群蛇形的病毒。皮奧和他的團隊在當地展開了流行病學調查,以確定感染者和具體發病時間,並關閉了醫院,隔離了有症狀的人。3個月後,疫情得到了控制,318人死亡。皮奧看著遠處的伊波拉河流,將此病毒命名為伊波拉。同年,伊波拉在蘇丹奪走了284人的性命;1994年在加彭殺死了52人...
伊波拉病毒並未一直肆虐人類,他們消失的時間,藏在了哪裡?科學家發現大猩猩和黑猩猩也會感染並死亡率很高,蝙蝠身上也發現了伊波拉病毒的抗體,抗體的存在導致蝙蝠之間不會造成傷害,但卻會在某時突然打入人類內部。
科普作者理察普雷斯頓曾在《血疫:伊波拉的故事》一書中記錄了恐怖的病毒襲擊,《極度恐慌》等電影中也虛構了很多關於病毒的情節,恐懼席捲美國。2014年10月進行的民意調查顯示,2/3的美國人擔心伊波拉疫情會波及美國,43%的人擔心他們個人有感染伊波拉的風險,謠言甚至說伊波拉病毒能在空氣中傳播。幸運的是,包括美國、中國和古巴在內的一些國家開始向非洲國家派遣醫生和物資,專門針對伊波拉的醫院也陸續興建起來。
表3:伊波拉病毒治療藥物
天花病毒:曠日持久的圍剿
在過去的3000年,天花可能比地球上任何其他疾病殺死的人都多,古代醫生就知道天花,因為它症狀非常清晰!病毒通過呼吸道感染宿主,一周後出現寒戰、發燒、及難忍的疼痛,再後來口腔出現紅斑,再擴散到臉上及蔓延至全身,產生膿液,帶來難以忍受的刺痛,約1/3的天花患者會喪生。
約3500年前,天花在人類社會第一次留下了可追溯的痕跡;人們發現了3具木乃伊,身上布滿了膿包留下的傷疤。包括中國、印度和古希臘在內的其他許多古代文明中心,也都領教了這種病毒的威力。公元前430年,一場天花疫情席捲雅典,殺死了1/4的雅典軍人和城市中心大量普通人。中世紀,十字軍從中東歸來,也把天花帶回了歐洲。1241年天花首次登錄冰島,迅速殺死了2萬人(整個島嶼才7萬人);1400-1800年,僅在歐洲每百年就有大約5億人死於天花;15世紀初西班牙徵服者抵達中美洲後的幾十年裡,超過90%的土著死於天花。
世界上第一種有效預防天花傳播的方法可能出現在公元900年的中國。醫生會從天花患者的傷疤上蹭一下,然後蹭到健康人皮膚上的切口裡,這種過程稱之為「人痘」接種,通常只會在接種者的手臂上形成一個小膿包,膿包脫落後,接種者就對天花免疫了。這種方法於17世紀初隨絲綢之路傳入到了君士坦丁堡,再傳到歐洲,卻得到了宗教勢力的極力反對...
18世紀末,英國醫生愛德華詹納終於發明了一種更安全的天花疫苗。詹納聽說農場擠牛奶的女工從來不會得天花,即猜想是否牛痘提供了保護?他從一個女工手上取出膿液,接種到一個男孩的胳膊裡,6個月後,他讓這個男孩暴露在真正的天花病毒面前,結果沒有任何膿包長出來。詹納將此稱之為「種痘」,該技術進而在世界各地傳播開,終化作一場醫學革命。
整個19世紀,醫生們一直專注於尋找更好的天花疫苗。一些人把小牛當成「疫苗工廠」,讓它們反覆感染牛痘。一些人嘗試用甘油等液體保存病人的傷疤,直到科學家發現天花病毒實際上是病毒引起的,疫苗才終於可以工業化生產,運送到更廣大的範圍造福更多的人。20世紀初,一個又一個國家相繼報告了他們的最後一例天花!WHO也於1965年啟動了加強根除天花計劃!1977年,埃塞爾比亞記錄了實際上最後一例天花,整個世界也徹底告別了天花!然而,2014年美國馬裡蘭州國家衛生研究院的科學家在打包一間實驗室的物品時,發現了6隻舊的小瓶子,它們源於20世紀50年代的遺留,裡面裝著天花病毒...多像一部電影的最後畫面...
表4:天花病毒已上市的治療藥物
小結
新冠肺炎疫情爆發至今,各大官網及媒體推送的新型冠狀病毒信息鋪天蓋地,大眾也是從未像今天這樣對一種病毒進行過如此細緻的了解和跟蹤學習。故筆者通過兩篇病毒世界文章,希望大家進一步了解病毒的歷史及生存傳播邏輯。同時也希望,如果遭遇下一場病毒侵襲,我們可以有更為廣闊的理論武器基礎!
數據來源:
書籍《病毒星球》藥智數據https://sci-hub.tw/10.1016/s0887-2171(98)90054-3https://doi.org/10.1016/j.jaut.2019.102375https://doi.org/10.1016/j.idc.2019.08.005