文/張雨晨
導言:
新型冠狀病毒(2019-nCoV)的疫情,牽動著全國上下的心。而作為《科幻世界》的讀者,我們在關注疫情進展的同時,也不免會對背後的科學發現有所好奇。下面,就讓我們來一探究竟吧。
一、天命之劫
人類對疾病從不陌生。
公元前五世紀後期,昔日攜手對抗波斯帝國侵略的希臘城邦——斯巴達與雅典已然反目。在這場伯羅奔尼撒戰爭的第二年,隨著大量周邊人口和海外物資蜂擁而入,雅典城裡爆發了一場可怕的瘟疫。面對疫情,古典時代的雅典人表現得和今人並無二致,慌亂、迷信和惡念伴著恐懼在社會上野火般傳播,但最終引領人們生存下來的,卻是危難時刻迸發而出的理性與同情。現代醫學的鼻祖——希波克拉底秉持著醫生的誓言,親身投入到了對抗疫情的戰鬥,力挽狂瀾。雖然古典時代的知識與技術限制讓他無從了解瘟疫的本來面目,但希波克拉底通過對城內患者的觀察總結,發現火爐邊的鐵匠是最不容易得病的群體,隨即號召大家燃燒各種草藥,最終熬過了這次天災。
作為親歷雅典瘟疫的倖存者,有著「歷史科學之父」美譽的修昔底德,也同樣秉持著希波克拉底展現的科學精神,詳細、冷靜地描繪了這場瘟疫的特性和影響,而並未如大多數古代史官那樣將其草率地歸咎於神罰天譴。雅典瘟疫,也因這些現代文明的鼻祖先哲,成了人類歷史上最早一批被詳細、客觀記錄描述的瘟疫。
當然,人類和疫病的戰鬥,才剛剛開始。
承接希臘文明遺產、開啟「希臘化時代」的亞歷山大大帝,在三十出頭便因感染瘧疾(一說傷寒)英年早逝,他建立的偉大帝國,由此分崩離析。
接過古典文明接力棒的羅馬,也飽受疾病折磨。在《新約·路加福音》的第17章,就記錄了耶穌揮手間治癒了十個麻風病人的奇蹟故事。而羅馬帝國最為強盛的「五賢帝」時代,則被一場「安東尼瘟疫」所終結。一代名醫蓋倫,只能盡力救死扶傷,同時詳細記錄這次瘟疫的發展演進,以助後人。
中原大地,東漢末年爆發的「傷寒」疫情(並不一定就是現在所說的傷寒)即便按較為保守的估計,也直接將華夏大地的總人口「腰斬」,開啟了三國爭霸的混亂時代。傳承至今的儺戲、上巳節,都是古人為了祈求神靈祓除「妖邪」疾病而逐漸形成的傳統文化。就連我們極其熟悉的端午節,在紀念詩人屈原之前,也是古代吳越先民祭祀龍神、祛除瘟疫的節日。
時光荏苒,一度有望恢復羅馬帝國榮光的東羅馬帝國,卻在極盛時期爆發了「查士丁尼瘟疫」,從此再無餘力西進。中世紀後期,已經開始高速發展的歐洲遭遇了「黑死病」的迎頭痛擊。幸好,這一次文明之火終於不再被疫情撲滅,反而在瘟疫過後,重拾了古典時代的榮光,從戰爭與瘟疫中綻放出了最為耀眼的現代文明之花。
不過,徹底走上現代化快車道的歐洲人,卻將「舊大路」的諸多疾病都傳到了美洲。相比於歐洲殖民者的堅船利炮、鋼甲火槍,天花等無形的瘟疫才是對美洲原住民造成毀滅性打擊的絕對主力。不過美洲也以牙還牙,用梅毒這一「土特產」反手將了趾高氣揚的歐洲徵服者一軍。
至於彼時閉關鎖國的「天朝上國」,明清時期屢次爆發的鼠疫和天花,也讓我等的祖先們苦不堪言。就連康熙皇帝,都在早年飽受天花折磨,落下了「康麻子」的綽號。而他中年時感染的瘧疾,則多虧了歐洲傳教士進獻的奎寧才得以痊癒。
直到20世紀,一場席捲全球的「西班牙流感」,也從當時全球17億人中帶走了數千萬人的生命(因疾病規模太大,無法準確統計死亡人數,估計值從兩千萬到五千萬不等),令殘酷如絞肉機的第一次世界大戰都相形見絀。而這樣如今難以想像的可怕疫情,距離我們不過剛剛百年。
在幻想藝術的領域裡,基於現實創作的瘟疫也不勝枚舉。洛夫克拉夫特的傳世之作《星之彩》,就描繪了隕石上如瘟疫般擴散的天外來客。「戰錘」系列中的亞空間邪神「納垢」,則堪稱是瘟疫與死亡的化身。近年憑藉高質量重製作品再度火熱的《生化危機》系列中,各種感染病毒與寄生蟲後產生的「喪屍」也讓全世界玩家面對屏幕不寒而慄。至於氣質更加詭譎的《血源詛咒》,則將一座深陷於「獸化病」瘟疫與「血療」迷信中的近代哥特都市塑造得纖毫畢現。
而國內的創作者,也各有奇思。燕壘生的《瘟疫》,大膽幻想了一種可以讓人石化的病症,為讀者帶來了一段壓抑糾纏的故事。王晉康的《十字》,從致命傳染病毒的人為散布開始,討論了人類在生命演化中的地位。而江波的名篇《溼婆之舞》,則以一種看似可怖的惡性傳染病為引,徐徐揭開了壯麗的奇想。
不管現實與幻想,人類文明史的字裡行間,都寫滿了「疫」字。
二、直面深淵
那麼「疫」到底是什麼?
所謂「疫」,就是傳染性疾病。而引發疫情的元兇,則是各種寄生蟲、細菌、真菌、病毒等病原微生物。
其中與人類糾纏最深的,非細菌與病毒莫屬了。
不同於我等有著完整細胞核的真核生物,細菌雖然也有獨立的細胞結構,但並不具備完整的細胞核,屬於演化上更早出現的原核生物。細菌在細胞質和細胞膜之外,有著獨特的細胞壁。不同於植物細胞外側類似的結構,細菌的細胞壁是由多層肽聚糖像疊千層酥一樣堆疊而成的。在肽聚糖之間,還會摻雜功能各異的蛋白質。
除了細胞質、細胞膜和細胞壁這些「基本件」,細菌還有很多「選裝件」。細長的鞭毛等於一個活體納米機械螺旋槳,可以賦予細菌快速定向遊動擴散的能力。遍布細胞表面的菌毛,一方面可以為細菌的黏附侵襲能力錦上添花,另一方面也可以形成性菌毛,成為細菌間彼此交流遺傳物質的通道。如此一來,當我們用藥物殺滅細菌時,少數突變產生耐藥性的細菌就可以通過性菌毛的「連線傳文件」功能,把自己的抗藥基因迅速分享給同胞。而在細胞壁外,有些細菌還可以額外形成一層莢膜,既可以用於強化侵蝕、附著能力,也可以增強自己對外界環境與免疫系統攻擊的抗性,堪稱進可攻退可守的「護體鬥氣」。當面對十分惡劣的環境時,一些細菌甚至可以像「三體人」那樣「脫水濃縮」,形成有著極強抗性的芽孢,以這種休眠狀態抵抗外部壓力,最終東山再起。當然,再厲害的芽孢畢竟依然是肉體凡胎,面對高壓蒸汽滅菌等強悍手段時還是只有死路一條。
憑藉這些演化中形成的「外掛裝備」,細菌在面對各種生存環境時均展現出了強悍的生命力。但這種頑強如果出現在寄生人體的致病菌身上,就要讓我們這些「房東」遭殃了。
痢疾、霍亂、鼠疫、肺結核、傷寒、梅毒,細菌感染引發的各類傳染疾病,貫穿了人類文明史。而相比於這些偶發的傳染病災難,各種持續、散發的細菌感染則殺死了同樣多——甚至更多的人。
我們現在熟悉的生活,持續的時間還非常短暫。僅僅在不到一百年前,一個小小的傷口依然可能讓最強壯勇猛的戰士永遠倒下;女性的每一次生產,都要面對產褥熱的威脅;而新生的嬰兒,也有很大概率在童年時期就早早夭折,母親們費盡一生心力生下好幾個甚至十幾個孩子、卻只有幾個可能長大成人。即便如此,成年後的 每一次染病也都可能成為生離死別。「健康」這一我們如今視為理所當然的狀態,卻是人類在絕大部分歷史階段裡的奢望。
這個與當今迥異的世界裡,人類的生死,並不掌握在自己手裡。無處不在、卻又看不見摸不著的病菌,才是手握生殺大權的命運主宰。直到磺胺、青黴素為代表的抗生素陸續被人類科學研究者發現、量產,這個看似離我們遙遠的時代才被逐漸終結。當然,相比於散發的感染類疾病,傳染病因為病原菌的兇猛與烈性,雖然整體上也被有效控制,但依然時刻為人類醫學界所警惕。
總之,拜這些由真菌、放線菌為了對抗細菌所演化出來的代謝產物所賜,二戰結束以後,從歐美發達國家開始,人類的平均壽命開始隨著一種又一種抗生素的研發而飛速增長,孕產婦和嬰幼兒死亡率則一路狂跌。我們熟悉的「健康時代」,這才正式開始。
但是,抗生素終究只能用來對抗細菌。
作為最小、最簡單的病原微生物,病毒很晚才被人類發現並進行科學描述。這些極簡的小東西,甚至沒有細胞結構,全部家當就只有一個記錄遺傳代碼的核酸核心和一層包裹核心的蛋白質外殼,最多再加一層從宿主細胞上「順」來的包膜。如此一來,游離的病毒顆粒甚至算不上一個完整的獨立生命。病毒若想「活起來」,就必須與宿主細胞結合,將自己的核酸注入宿主細胞內、拼到宿主細胞的基因上,然後再利用宿主細胞自帶的全套工具,來進行複製和增殖。雖說病原微生物的生存策略本質上都是在花式搭便車,但如此「窮遊」的,還真就只有病毒一家了。
惱人的是,病毒雖然平均直徑只有一百多納米,體積比起尺寸起碼以微米計的細菌來說小了至少一千倍,但破壞力卻一點不小。天花、流感、HIV、伊波拉和幾度流行的病毒性肺炎,都沒少讓人類吃苦頭。病毒對機體的損害,一類是通過感染宿主細胞後大量增殖,使宿主細胞像中了「抱臉蟲」一樣「爆體而亡」;另一類傷害,則是病毒在機體中的破壞活動引起免疫系統的異常激活,讓免疫細胞如同狂熱的「宗教審判庭」一樣胡亂攻擊機體自身的細胞,引發嚴重的炎症反應。今年的「新冠」病毒,就是這樣讓患者肺部產生嚴重炎症,導致呼吸困難的。此外,還有些一病毒學會了一路劍走偏鋒的招數:它們通過將自己的基因插入到人體細胞之中,增加癌變的風險。而且持續病毒感染產生的炎症本身,也容易讓被感染的組織出現癌變。也就是說,包括宮頸癌在內的一些特定癌症,實際上是可以通過注射對應的病毒疫苗來預防的。
當我們打算教訓教訓這些小東西時,更麻煩的事就來了。病毒不像細菌那樣有完整複雜的細胞結構,因此對付病毒,我們無法像對付細菌那樣可以祭出各種針對性的抗生素——也就是說,目前人類只有「殺菌藥」卻沒有「殺毒藥」。此外,病毒的突變速度往往很快,這樣高速的「版本迭代」經常讓人類研發預防性疫苗的速度望塵莫及。
記錄病毒遺傳信息的核酸,並不一定像其他生命那樣是DNA,而有可能是DNA的轉錄產物——RNA。一般來說,宿主細胞裡對於DNA的複製、轉錄都有著嚴格繁複的檢測糾錯機制,可以在第一時間就將大部分基因變異檢測出來,但對於病毒的RNA卻很寬鬆。因此,RNA病毒往往特別容易積累突變。讓人類頭疼至今的流感、HIV、伊波拉以及SARS和新型冠狀病毒,都是RNA病毒。
病毒的突變,會導致其表面的可識別抗原快速變化,成為「變臉狂魔」,從而讓疫苗研發變得極其滯後,更讓機體的免疫系統防不勝防。因此,檢測不同病毒之間關鍵遺傳信息或者表達產物的相似程度,就成為了判斷出不同病毒間親緣關係的重要依據,是抗擊病毒疫情的戰鬥中極其重要的關鍵情報。而且人類對病毒疫苗的跟進研發,也並非總是在亡羊補牢。通過接種牛痘疫苗,人類已經在自然環境消滅了曾經為禍一時的天花病毒。俗稱「小兒麻痺症」的脊髓灰質炎,也隨著我們兒時吃下的那一顆糖丸而再難興風作浪。
此外,病毒想要進入宿主細胞「搞事情」,也需要識別宿主細胞表面特定的受體分子。比如說人人談之色變的HIV,就需要在宿主細胞表面找到由CCR5基因表達的蛋白作為「門鎖」,與之結合之後才能進入細胞開始潛伏。而在人體內,表達CCR5基因的細胞主要是免疫系統的T細胞,因此HIV發病時破壞的,恰恰就是人體的免疫系統。也就是說,HIV就像一個只撬門但不偷東西的怪盜,本身對機體破壞有限,卻給各路病菌打開了方便之門。在北歐地區,有少數人恰好在這個基因上擁有突變,因此他們對於HIV就有著遠超其他人的抵抗力了。至於眾人談之色變的SARS和新型肺炎冠狀病毒,則都是針對ACE2受體,因此主要的攻擊目標集中在下呼吸道,產生的臨床症狀,也就主要是肺炎了。
病毒這種對號入座的機制,使得同一種病毒可以在不同物種之間傳播,甚至在不同物種裡感染不同類型的細胞。流感、HIV和伊波拉這些殺人無數的病毒,全都是人類從野生動物那傳染來的。而不同生物對病毒的抵抗能力,也有所區別,對一個物種無甚大礙的病毒,可能就是另一個物種的致命死神。比如說,獼猴攜帶的B病毒,對於這些猢猻山大王來說只會導致輕微的皰疹,但在同為靈長類的人類身上,就能發展為足以致死的神經系統病變。而作為渾身「五毒俱全」但自己「百毒不侵」的強者,蝙蝠家族更是各種致命病毒的老搭檔。對它們強大免疫系統影響不大的病毒,很可能對人類就是不折不扣的天災。因此,儘量避免在無防護狀態下接觸野生動物或者野生動物製品,才是從根源上避免一部分病毒感染的方法。
三、天行有常
自然規律面前,無所謂善惡。
這些寄宿於我們體內的微生物,同樣如此。
說來有些出乎意料,我們人體內,正常情況下就有大量的共生菌。其數量經過科學家估計,可能足有一百萬億,總重量足有幾斤重。相比之下,人體自身的細胞數量,才不過三十萬億左右。可以說,人體是一個外來戶遠多於本地人的「移民國家」。
而這些微生物對我們身體的作用,則剛剛揭示了冰山一角。
演化的道路,從來都沒有固定的方向,也沒有必然的要求。為了更好地活下去,感染宿主的病原微生物,也需要進行一番權衡:薅宿主的羊毛太狠,雖然可以逞一時之快,但一旦宿主油盡燈枯,那麼自己也會「皮之不存毛將焉附」。因此,諸如伊波拉這樣起病急重的病症,雖然可以在一地製造人間地獄,卻也因為「涸澤而漁」而難以在更大範圍快速傳播,對人類整體的危害,反而可以忽略不計。相反,流感病毒這樣長時間潛伏、對大多數宿主損害有限的疾病,才能真正鋪開自己的「帝國」,並且靠著這樣的「廣種薄收」策略,有可能對人類造成更大的威脅。
沿著這條演化道路繼續走下去,病原微生物可能會與宿主徹底達成「諒解」,成為合作共生、一榮俱榮的夥伴。一些病毒,甚至將這種求生之道走到了極致:它們在入侵宿主細胞之後,僅僅是將自己的遺傳信息拼接到宿主的基因上,然後便不再有任何輕舉妄動,只是靜靜地以一段外來插入代碼的形態,跟著宿主細胞分裂的順風車不斷複製,最後事實上成為了宿主基因庫中的一部分。現代的遺傳學研究表明,包括人類自身在內,幾乎所有現存物種,都曾經在漫長的生命演化道路中屢次接納過這樣的「病毒代碼」。毫不誇張地可以說,我們都是天生的「轉基因」產物。
但所有這些行為,都無關善惡,微生物沒有這樣的思維能力。
因此,那些不同於我們的荒野生靈,往往都在與各自的疾病共存。久居「人類動物園」的現代智人,若是在毫無防護的情況下貿然與之接觸,後果將難以預料。但「總是先看見海的圖畫,後看見海」的現代人,卻很容易對並未接觸的自然環境產生完全錯誤的認知。只可惜,「順之者昌,逆之者亡」的客觀自然規律從不理會人類的看法,只會默默地給予貪婪傲慢的無知無畏者以註定的命運。
我們的茹毛飲血的先祖,為了生存而狩獵各種冰河巨獸直至對方滅絕,尚且算是情有可原。而完全沒有必要使用野生動物製品的現代人類,出於對自然與同類的雙重傲慢,非法食用野生動物、佩戴野生動物製品、飼養野生動物寵物,就是在破壞自然生態資源的同時,給全人類帶來無盡的潛在風險。雖然如今人類已經發展出了空前發達的科技文明,但只要其中的大多數人依然將看待世界的思維方式滯留在中古世紀的本能狀態,那麼類似SARS、「新冠」這樣的悲劇就註定會不斷重演。
……
這世上存在著各種生存在其他生命體內的生命,有些帶來破壞,有些帶來助益,有些靜靜地潛伏其中。不同的物種在偶然中選擇了不同的道路,也將接受各自的結果。至於身為宿主的我等,則只需盡力活下去便可——就像棲身於我們體內的微生物一樣。
做出選擇,承受代價,然後繼續選擇、繼續承受……直到生命終結之時,這就是生命存在的全部。我們面對自然,必須放下在「人類動物園」的社會遊戲中養成的全部傲慢,因為客觀世界的遊戲規則,不會因我們的欲求與觀念而動搖半分。
天地不仁,無善無惡,生死存亡,各盡所能。
刊登於《科幻世界》2020年3期