1700807870
细菌不像病毒那么难以捉摸，可以在普通显微镜下观察到。可以在含有营养丰富的琼脂培养基的有盖培养基[科赫的助手尤利乌斯·佩特里（Julius Petri）的发明]中生长。细菌比病毒大，理解起来也相对容易。
1700807871
1700807872
接下来的重大发现并非来自医学，而是农学。19世纪90年代早期，一位叫德米特里·伊万诺夫斯基（Dmitri Ivanofsky）的俄国科学家在圣彼得堡研究烟草花叶病，这种病在俄国种植园中很常见。烟草“花叶”上的斑点会使整个叶子萎蔫干枯，极大地降低了产量，耗费了种植成本。早期的研究表明这种烟草花叶病具有传染性——通过试验室实验可以看到将发病叶子中的浆汁涂抹到其他叶片上能够传染这种疾病。伊万诺夫斯基在此基础上增加了一个实验步骤，再次进行试验。他用钱柏兰滤器对发病叶子浆汁进行过滤。钱柏兰滤器是由未上釉的陶瓷制成的，陶瓷上有很多隙孔，隙孔能够过滤掉细菌从而起到净化作用。伊万诺夫斯基在实验报告中称：“即使在过滤后，感染病毒的烟草叶浆汁中仍然还有传染物质。”这一发现成为“病毒”的第一条具有可操作性的定义：病毒具有传染性和“可过滤性”。可过滤性是指病毒很小，能够通过细菌无法通过的地方。不久以后，一位叫马蒂纳斯·贝叶林克（Martinus Beijerinck）的荷兰的科研人员也通过独立的实验得出了同样的结论，并且在此基础上更进一步。他把过滤后的发病叶子浆汁进行稀释，然后用稀释后的浆汁去感染其他植株，贝叶林克发现：不管这种传染性物质到底是什么，在稀释之后还能完全恢复活力，这就说明这种物质能够在第二个受感染植株的活组织中进行复制，反过来也说明这种物质不是细菌释放出来的某种毒素或者有毒的排泄物。若是毒素，被稀释之后它的毒性一定会降低，也不能自主恢复活力，而这种物质却可以做到这些。但是把试验中用的滤液单独放在一个容器里，这种物质就不会生长。这说明它需要依附于其他东西才能生长，它需要依附于植物。
1700807873
1700807874
贝叶林克、伊万诺夫斯基和其他几位同事共同的研究成果表明：引起烟草花叶病的是一种比细菌小的物质，这种物质在显微镜下看不到，能够而且只能在活细胞中繁殖。虽然还没有人见过病毒，但这是病毒的最基本资料。贝叶林克猜想烟草花叶病的传染原是液体，取名为“活的流体接触性传染物”（contagium vivum fluidium），即一种有传染性的生命流体。但是后来的研究成果，包括20世纪30年代电子显微镜的发明，都证明了贝叶林克这一猜想是错误的。病毒不是流体，而是固体：一种体积微小的粒子。
1700807875
1700807876
这些都是关于植物的病毒。最早发现的引起动物疾病的病毒是动物口蹄疫的病毒，口蹄疫给农业带来了巨大的损失。它可以通过打喷嚏形成的飞沫通过空气在牛和猪中间传染，最后导致猪或者牛死亡或者被宰杀。弗里德里希·吕弗勒（Freidrich Loeffler）和保罗·弗罗歇耳（Paul Froesch）在德国北部一所大学里工作，他们使用了和贝叶林克一样的过滤和稀释的方法，于1898年证明了口蹄疫的致病原也是一种只能在活细胞中繁殖，可过滤的微小颗粒。吕弗勒和弗罗歇耳还注意到，口蹄疫的传染原可能只是某一门类的众多病毒传染原之一，其中还很可能包括某些可以使人类感染的传染原，比如，天花的传染原。但是人类的第一例病毒性传染病却不是天花，而是发生在1901年的黄热病。就在威廉·戈加斯通过杀灭蚊虫根除古巴黄热病的时候，沃尔特·里德（Walter Reed）和他领导的微生物学家组成的科研团队确认了这种疾病的致病原通过蚊子传播，但是他们还是没有观察到这种病毒。
1700807877
1700807878
后来科学家开始将病毒称为“可过滤性病毒”，虽然这个词有些蹩脚，但总比过去叫“有毒的黏液”要精确得多。比如说，汉斯·秦瑟（Hans Zinsser）在1934年编写了一本经典的医学探索发现纪事类的书籍——《竹鼠，虱子和历史》（Rats, Lice and History），在书中称自己受到了“‘可过滤性病毒’致病原研究的鼓舞”。秦瑟写道：“很多传染病是由这些神秘的‘东西’引起的，比如，天花、水痘、霍乱、麻疹、腮腺炎、小儿麻痹症、脑炎、黄热病、登革热、狂犬病还有流感，动物中那些重大的灾难性传染病就更不用说了。”秦瑟也意识到出现在动物身上的某些传染病也可能出现在人的身上。他还提出了一个极为关键的观点。“由细菌引起传染病中，寄生虫就可以寄生在人类和动物的身上，并在人类和动物之间传播。”秦瑟是一个全景式的思想家，同时也是一位训练有素的微生物学家。八十年前他就敏锐地感觉到病毒可能引起严重的人畜共患病，最近这一想法才得到了证实。
1700807879
1700807880
55
1700807881
1700807882
病毒难以在试管内培养使当时很多科研人员对病毒的概念很模糊，在实验室操作起来也无从下手，不过这也成为研究病毒性质的一个线索。病毒在化学营养培养基中无法生长，因为它只能在活细胞中复制。用专业术语来讲，病毒就是一种“专性细胞内寄生虫”。它的个体很小，同样基因组也很小，小到只能靠伺机寄生来维持生存。病毒没有独立的生殖器官，它们四处游荡伺机寻找寄生机会，从宿主身上偷取营养来延续命脉。
1700807883
1700807884
病毒很小，但到底有多小呢？病毒的平均大小是细菌平均大小的十分之一。用科学测量方法中的术语来讲，圆形的病毒直径在15纳米（也就是15个十亿分之一米）到300纳米之间。但是病毒不都是圆形的，有的是圆柱体的，有的是直线型的，有的像未来风格的建筑，有的还像月球的登陆舱，不管是什么形状的病毒，其内部体积都极小。挤在这么小空间中的基因组也大不到哪儿去，其中大约只有2 000到120万个核苷酸，而老鼠的基因组中大约有30亿个核苷酸，相比之下就可以看出病毒的基因组的数量确实很小。三个核苷酸构成一个氨基酸，平均大约250个核苷酸构成一个蛋白质分子（虽然有些蛋白质很大）。基因控制蛋白质的合成，细胞中或病毒中其他所有物质都是由基因控制蛋白质合成的后续反应构成的。所以一个仅含有2 000个编码基因的基因组，就算有13 000个（如流感病毒）或者30 000个编码基因（SARS病毒），去完成规模宏大的细胞组织的构建，其工程量也是相当可观！即使病毒的基因组的数量如此之小，只能合成8到10个蛋白质分子，病毒却非常聪明，能够感染宿主，延续自身。
1700807885
1700807886
所有病毒都面临着四个基本的挑战：就是怎样从一个宿主转移到下一个宿主，怎样进入宿主细胞，怎样利用宿主细胞的组织和能量来实现自我复制，还有怎样脱离宿主细胞和宿主，侵入到下一个宿主当中。病毒结构和基因功能都极其精简，只能完成以上这些任务。
1700807887
1700807888
和马克法伦·伯纳特同年获得了诺贝尔奖的著名的英国生物学家彼得·梅达沃爵士 （Sir Peter Medawar）把病毒定义为“蛋白质包裹下的坏消息”。梅达沃指的这则坏消息就是遗传物质，当它榨取宿主细胞中的营养物质来为自身寻求避难所并且进行繁殖的时候，经常（不是总是）会对宿主生物造成损害。蛋白质外壳就是病毒的衣壳，有两个功能：一是保护病毒的内部结构，另外还帮助病毒进入宿主细胞。独立于细胞之外的病毒个体颗粒，叫作病毒体。衣壳也决定了病毒的外部形状。比如说，埃博拉和马尔堡病毒颗粒呈长丝状，因此被归入线状病毒类。其他病毒的病毒粒子有的呈球形，有的呈卵形，有的呈螺旋形，有的是二十面体[有20个面，就像巴克明斯特·富勒（Buckminster Fuller）设计的足球一样]。HIV病毒是球形的，狂犬病毒形似子弹头，埃博拉病毒混合亨德拉病毒的感光底片就像是放了点酸豆酱的意大利面。
1700807889
1700807890
很多病毒外层还包裹着一层膜，叫作囊膜。囊膜由蛋白质组成，还由在一些情况下，当病毒脱离宿主细胞的时候，会从宿主细胞壁上带下来的一些脂类分子构成。在囊膜的外表面，病毒体被大量的刺状分子突起包围，就像是老式海军水雷的雷管残桩线。那些刺突有着非常重要的作用。每种病毒的刺都各不相同，其结构就像一把钥匙正好打开目标细胞表面的分子锁。刺突可以让病毒体依附在细胞上面，就像航空飞船相互对接，刺突还会打开进入细胞之门。刺突的特异性不仅决定了某种病毒能感染的宿主的种类，也决定了宿主细胞的种类——神经细胞、胃细胞、呼吸空腔细胞——病毒进入这些细胞的效率极高，因此可以导致相应的疾病。虽然刺突对病毒很有用，但是也有弱点。它们是受感染宿主免疫系统主要的攻击对象。白细胞产生的抗体，呈分子形态，可以吞噬刺突从而阻止病毒体侵犯宿主细胞。
1700807891
1700807892
不能误以为病毒的衣壳就是细胞壁或是细胞膜，它们只是有相似之处。在病毒学发展的初期，病毒就被冠以很多否定的特性（病毒不能通过过滤获得，不能在化学营养液中培养，不像生命体）。最典型的否定特性就是病毒不是细胞，没有细胞的功能，也不具备细胞的性能和弱点。病毒的这些特点还有一个反映，抗生素无法杀死病毒——抗生素是一种化学物质，其价值在于能够杀死细菌（细菌属于细胞），或者至少能够起到阻碍细菌的生长的作用。盘尼西林和其合成替代品阿莫西林都是通过抑制细菌合成细胞壁来杀灭细菌的。在新陈代谢过程中，细菌能够合成新的蛋白质从而维持其自身的生长和增殖，而四环素能够干预细胞内的新陈代谢过程，因此四环素也可以杀死细菌。而病毒没有细胞壁，没有新陈代谢的过程，当然对这些抗生素的威力也就无所畏惧了。
1700807893
1700807894
病毒衣壳内只有遗传物质，遗传物质就是以相同的模式生成新病毒体的一组指令。只有当病毒嵌入活细胞之后才能执行这些指令。病毒的遗传物质可以是DNA也可以是RNA，这取决于病毒的种类。虽然两者各有优缺点，但两者都能够记录基因并传递遗传信息。疱疹病毒（Herpesviruses）、天花病毒、还有乳头状瘤病毒都含有DNA；还有很多你没听过的病毒也含有DNA，比如，逆转录病毒（iridoviruses）、杆状病毒（baculoviruses）、还有嗜肝病毒（hepadnaviruses）（引起B型肝炎的一种病毒）。其他一些病毒如线状病毒（最臭名昭著的一种就是HIV-1），冠状病毒（SARS-Cov），都以RNA的形式储存遗传信息。类似的病毒还有很多，如麻疹病毒，腮腺炎病毒，亨德拉病毒，立百病毒，黄热病病毒，登革热病毒，西尼罗河病毒，狂犬病毒，马秋波病毒，胡宁病毒，拉沙热病毒，基孔肯雅病毒，所有的汉坦病毒，所有的流感病毒，还有常见的感冒病毒，它们的遗传物质都是以RNA的形式储存。
1700807895
1700807896
DNA和RNA不同的特性决定了病毒与病毒之间最大的差异——病毒的突变率。DNA是双链分子，也就是通常所称的双螺旋结构，DNA的两条链通过碱基对之间特殊的匹配完美地结合在一起（腺嘌呤只和胸腺嘧啶互补配对，胞嘧啶只和鸟嘌呤互补配对）。通常情况下，在DNA复制替换碱基的过程中，DNA就能够自行修复错误。这一修复工作是通过DNA聚合酶控制操作完成的，这种酶有助于催化单链DNA分子合成新的双链DNA。如果一个胸腺嘧啶错误地和一个鸟嘌呤配对在一起（匹配的对象不对），聚合酶就会发现这一错误，然后往前追溯一对儿，修复错误配对儿之后再继续。所以在大多数DNA病毒中基因突变的概率很低。RNA病毒是由一条单链分子编码形成的，没有这样的修复功能，没有这样一对一的配对关系，也没有这种更正错误的聚合酶，因此其基因突变的概率可能比病毒要高上几千倍。（有记载表明，也会有少数的DNA病毒在DNA的单链上编码基因，所以和RNA病毒一样，其基因突变率也非常高。无独有偶，还有极少数RNA病毒其RNA是双链的。不管什么规则，总会有例外。我们不能花太多的精力去研究例外，这些东西本身就已经够复杂的了。）关键有一点很重要，我还要强调：RNA病毒的基因突变率极高，它的基因突变完全是肆意发挥，变幻无常。
1700807897
1700807898
突变就会产生新的基因变种。而基因变种就为自然选择提供了原材料。大多数突变是有害的，它们会导致突变体功能紊乱，最终在自然进化过程中被淘汰。但是也有偶然的突变就正好有用，适应性也很强。而且突变越多，产生优质突变的概率就越大。（突变的可能性越大，产生有害突变的可能性也就越大，可能对病毒带来致命的影响；因此持续的基因突变率也有上限。）因此RNA病毒比地球上几乎其他任何物种进化得都快。这也是为什么他们这么变幻无常，这么无法预测，这么难缠的原因。
1700807899
1700807900
我不太赞同彼得·梅达沃对病毒的描述。不是所有的病毒都是“裹在蛋白质外壳中的坏消息”——或者至少可以说，不是对所有感染者都是坏消息。有时候这个消息就是不好不坏的。“感染”不见得就总是伴随很严重的破坏，这个词只能表示在被感染者身上有一些微生物存在。其实，让被感染者生病，病毒不会从中获得任何好处，从病毒本身的需求来看，它们无非就是想进行自我复制，进行传播。病毒确实是进入了宿主细胞，没错，还为自身复制扰乱了宿主的生理机能，也没错，它们的存在还很可能毁坏了寄宿细胞，都没错，但或许破坏这么点细胞远远不足以对宿主造成严重的伤害。它们很可能就带着善意无声无息地进入了宿主体内，然后适度地进行自我复制，之后从一个个体传播到另一个个体，整个过程宿主都不会有任何症状。病毒和宿主之间，就像有这样一个休战协定，一般是经过长期的交往和相互间进化调整之后才达成的，病毒变得越来越友好，宿主也变得越来越宽容，这也是宿主没有症状的部分原因。不是所有病毒和宿主都可以发展成这样亲善友好的关系，这只不过是生态平衡的一种特殊形式。
1700807901
1700807902
和所有生态平衡一样，这种平衡也只是短暂的，临时的，会随实际情况变化而变化。（平衡过后继续发展会产生新的不平衡，就是溢出效应。）发生溢出效应时，病毒也随之入侵到了新的物种当中，这时，病毒和前一种宿主之间的休战协定就不复存在了。平衡时的宽容是不会传递给新宿主的，因此平衡也被打破了，病毒和新宿主之间就建立起了全新的关系。刚刚进入一个陌生的宿主体内，病毒会呈现什么样的面孔谁都说不定，可能是一个无伤大雅的过客，可能是一个招人讨厌的无赖，也可能成为一种罪恶的根源。
1700807903
1700807904
56
1700807905
1700807906
我们通常所熟知的疱疹B病毒（确切地说叫CeHV-1，猴疱疹病毒），在1932年纽约大学实验室发生了一起不幸意外之后，瞬间一跃成为医学界关注的焦点。一位叫威廉·布莱伯纳（William Brebner）的年轻科学家正在研究一种小儿麻痹症疫苗，在这类实验中猿猴是必不可少的，这个实验选取了一种短尾灵长类猕猴——恒河猴（猕猴）作为实验动物。那时候小儿麻痹病毒不能在培养皿中培养（其实是可以的，只要宿主细胞也能同时在病毒培养皿中存活），所以恒河猴就成了典型的病毒培养皿和检测对象。小儿麻痹症不是人畜共患病，通常情况下它只能感染人类，但是将病毒注入恒河猴的体内，就可以使恒河猴感染。研究人员从接受人工感染的动物体内获取病毒，再注射到另外一个动物的大脑或脊髓中，以这种方式使病毒感染下去，并时刻观察猴子的反应。突然有一天，就在威廉·布莱伯纳处理一只猴子的时候，被咬伤了。
1700807907
1700807908
伤口并不严重，只是咬破了左手的无名指和小手指。布莱伯纳先后用碘酒和酒精处理了一下伤口，然后继续工作。这只猴子看起来并无异常，也很健康，虽然脾气暴躁但也可以理解。但它是否已经感染了小儿麻痹病毒，布莱伯纳对此仿佛并未察觉。不久之后，这只猴子死了（在另外的一项实验过程中麻醉状态下死亡），没有进行尸检。
1700807909
1700807910
被咬三天后，布莱伯纳发现伤口周围开始“疼痛，有轻微红肿”。又过了三天，他就被送到了表维医院（Bellevue Hospital）。病情发展得比较缓慢——开始只是淋巴结发炎，腹部绞痛，之后双腿开始发麻，无法自主排尿，接着双臂也刺痛麻木，后来高烧不退，不停地打嗝。两周以后病情急转直下，病入膏肓了，他变得呼吸困难，面色惨白，插上呼吸机后，身体剧烈抽搐，失去了意识。他喘息着，嘴里鼻子里不停地往外冒出泡沫状的液体，五小时后，年仅29岁的威廉·布莱伯纳去世了。
1700807911
1700807912
他的死因是什么呢？是小儿麻痹症吗？还是狂犬病？有一位和布莱伯纳一起在纽约大学实验室工作的研究员，虽然出身于医学专科学校，但他聪明、有抱负，在布莱伯纳的尸检工作中做助手，后来又利用布莱伯纳大脑、脊髓、淋巴结和脾脏进行了很多深入的调查和研究。这个人就是阿尔伯特·B·沙宾（Albert B. Sabin），几十年后他因研发出口服脊髓灰质炎疫苗而得名。沙宾和他一位同事将布莱伯纳大脑中的乳液注射到恒河猴体内，同时也向一些老鼠、天竺鼠、狗等动物进行了注射。所有这些动物都没有出现布莱伯纳的症状，但是症状在同样接受注射的兔子身上出现了。兔子腿一瘸一拐软弱无力，最后死于呼吸衰竭，脾脏和肾脏也遭到严重的破坏。沙宾和他的同事从兔子体内提取了些滤过的精髓液，这些精髓液可以使病毒感染下去。该病毒简单称为“B病毒”，以布莱伯纳名字的第一个字母命名。其他的研究表明这是一种疱疹病毒。
1700807913
1700807914
人感染疱疹B病毒的情况并不常见，但如若感染死亡率极大。在20世纪感染了此病的几十名患者中的死亡率高达70%以上（近些年抗病毒医药有了重大突破），即使在这之后死亡率也高达50%，感染之后就算保住了性命，一般情况下神经系统也会遭到破坏。那些在实验室经常和恒河猴打交道的科学家和技术员的处境就更危险了，疱疹B病毒已经成了他们的职业公害。然而这种病毒在恒河猴身上却是家常便饭，有些症状也无大碍，只是很烦人而已。这种病毒存在于神经节当中，偶尔发作导致轻微的损害，通常出现在猴子的嘴或者嘴的周围，和人类因单纯疱疹出现的唇疱疹或者口腔溃疡的情形类似。猴子的疱疹起了又好，好了又起，不像人感染疱疹B病毒这样恐怖。布莱伯纳去世后的几十年当中，又有42人被确诊感染了疱疹B病毒，这些人不是科学家就是实验室技术员，要么就是和笼子里的恒河猴有过接触的驯兽师。
1700807915
1700807916
在20世纪50年代，小儿麻痹疫苗的研究正如火如荼地进行着，就在这个时期感染疱疹B病毒的案例迅速增加，这种情况很可能是疫苗研究实验中用的恒河猴的数量急剧增加造成的。和现代对灵长类动物进行医疗实验的条件相比，当时关养和处理猴子的方式非常原始。在1949年至1951年间，有一个由国家小儿麻痹基金会（又叫美国早产儿基金会）资助的项目，仅这一个项目就使用了17 000只恒河猴。基金会在南卡莱罗那州为这些进口猴子设立了一个“清算公司”，在这里每位核心研究员都有一个长期订单：每月50只猴子，26美元一只，含运费。当年到底有多少只恒河猴“牺牲”在沙宾和乔纳斯·索尔克（Jonas Salk）的实验室里，没有人知道，别人的实验室里就更不知道了。但是在1957~1958年间，就像小儿麻痹疫苗的探索逐步达到高潮一样，疱疹B病毒的感染情况也攀至顶峰。大多数感染案例发生在美国，其余在加拿大和英国，这些地方距离恒河猴的自然栖息地十万八千里，不过这些地方的医药研究行业却都很繁荣。
1700807917
1700807918
自20世纪50年代达到高峰之后，意外感染疱疹B病毒的案例就开始不断减少，这可能要归功于实验室的防范措施采取得比较好，比如在处理实验猴子之前戴上手套或面罩，或者给猴子注射镇静剂等等。20世纪80年代又出现了一个小的感染高峰，也是恒河猴的数量增加造成的，不过这次恒河猴是用来研究艾滋病的。
1700807919
[
上一页 ]
[ :1.70080787e+09 ]
[
下一页 ]