“非典”时期话病毒

SARS，这场突如其来的瘟疫，让国人初次相识了冠状病毒，也对病毒倍加关注起来。说起病毒，其实每个人都不陌生，除了在人类流行的病毒引发的疾病外，小麦的丛矮病和黄矮病、烟草花叶病、猪瘟、鸡瘟等等也都是病毒在造孽。事实上，人类的传染病有75％是由病毒引起的。

　　那么，世界上到底有多少病毒呢?它们又是怎样存活的呢?

　　如果一种病毒是部队里的一名士兵的话，它的家族成员总数相当于一个旅

　　我们知道，在中学生物课本中，有两个概念，一个是原核生物，一个是真核生物。前者包括细菌、蓝藻、原始绿藻等没有明显细胞核结构的单细胞低等生物；后者是有多细胞结构的生命体，包括真菌、原生生物，以及人们熟悉的植物和动物，譬如蘑菇、松树、水杉、老鼠、金丝猴、人等等。科学家将这两大部类的生命体划分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界5个界。那么，病毒是否也在其中呢?这要从人们认识病毒，以及人类战胜病毒的历史中才能更透彻地看消楚。

　　在人类真正认识和分离出病毒之前，当时的医生将这类病列为不治之症，中医则认为是疫病(流行病)，并将其中的一类称之为瘟疫(例如，此次的SARS)。

　　1676年，列文·虎克发明和制造了一个具有放大270-300倍的简单光学显微镜。之后，他观察了软木塞的结构，提出了cell(小室)，也就是中文的“细胞”这一名词。他还观察了雨水、牙垢、污水等，发现了许多“小生命”。以后，由于更为先进的复式光学显微镜的出现，人类才得以了解更多的微生物。也正因此使得生物学研究进入细胞水平，从前所未有的精细层面更深入地揭示生命现象成为可能，使促进微生物与细胞学等新兴学科得以发展有了可能。

　　以后，人们认识的微生物越来越多，并将其细分为细菌等类。细菌非常微小，常用微米为单位来测量其大小，一般要用中学实验室中都配备的光学显微镜放大几百倍甚至几万倍才能看见。细菌是有完整细胞结构的微小生命体。常见的球菌直径在0．5-2微米。杆菌一般长1-5微米，宽0．5-1微米。1微米等于10-6米(1／100万米)。

　　病毒的发现比细菌的发现晚得多。早在18世纪，英国医生琴纳发明了种牛痘的方法用于预防和治疗天花，20世纪巴斯德用免疫方法对狂犬病进行了预防和治疗，但他们都投有发现病毒，人类也没能揭开病毒的神秘面纱。

　　1892年，俄国生物学家伊凡诺夫斯基间接证明了烟草斑纹病病毒的存在，首次分离出了病毒颗粒。由于他在实验中采用了“细菌陶土过滤器”以便获得“无菌的汁液”，结果却发现仍能使烟草染病，因此人们称这种微小生命体为“滤过性病毒”，简称“病毒”。1935年，烟草花叶病毒被分离出来，并且被纯化为结晶。从此，人们才完全肯定，病毒和细菌完全不同：病毒能成为结晶，说明不是细胞；病毒能通过细菌过滤器，说明比细菌更小。以后，由于放大倍数大大高于光学显微镜的电子显微镜的出现，人们才算真正“看到了”病毒，才初识了病毒的“庐山真面目”。

　　目前，人类已经查清的病毒有4000多种，分属于71科，11个亚科，164属。“种”是生物学上的分类单位，也就是结构、特征、生存方式等都非常接近的一个类群。一个类群又“下辖”数量众多的个体。这好比“种”是一个教学班，班里可能有10名同学，也可能有60名甚至更多的同学。如果我们把病毒的一个种暂且看成是一名士兵的话，那么它的家族成员的总数不亚于一个旅。如果按照病毒的个体计算或者进行考察，病毒在世界上就是“四海之内皆‘亲戚”’，天涯海角无所不在了。这也就难怪有的科学家提出，在动物界、植物界等5界之外再加设一个病毒界，使整个生物界的分类体系由“五界说”改为“六界说”了。

　　那么，病毒有多大呢?这样微小又极为简单的生命体在自然界是如何生存与繁衍后代的呢?

　　病毒是体积微小、结构简单、遗传物质单一，并只能严格在敏感或细胞中复制的非细胞微生物

　　原来，衡量病毒的长度单位是纳米，与当前媒体中常常出现的“纳米技术”说到的计量单位相同。纳米是10-9米(1／10亿米)。换句话来说，如果把病毒放大到北京工人体育场那么大的倍数，它才相当于一根头发丝的横断面那么大。这只是一个概念的一个方面。另一含义是，1微米等于1000纳米。也就是说，把病毒放大1000倍，它才相当于细菌那么大。

　　由于病毒没有细胞结构，不能单独生存在大自然中，只能借助在细菌、真菌、动物、植物和人体内的细胞中才能存活。按照被侵染的生命体不同病毒分为细菌病毒、真菌病毒、植物病毒、动物病毒，以及侵染人类的病毒。

　　经过科学家们长期的研究，现在我们知道，病毒的大小不一。它们家族中的“大个子”，譬如疱疹病毒为120。200纳米，痘病毒为300纳米，丝状病毒为80x13-2000纳米。它们家族中的“小个子”，譬如微小DNA只有18—26纳米，小核糖核酸为20-30纳米，引发脊髓灰质炎的病毒和鼻病毒只有20-30纳米。看到这里，有兴趣的读者可以计算一下它们之间的差距，也可以与细菌作一下比较。这次引发SARS流行的冠状病毒，从公布的照片看，直径约为60纳米大小，而冠状病毒科的病毒一般在80-160纳米。在确定$ARS为冠状病毒为一个新种的过程中，被排除的副粘病毒大小为100-300纳米。

　　

　　病毒不仅大小不一，形状也各不相同。科学家发现，多数病毒的“体型”为球形和近似球形，少数为子弹形、砖块形。专门侵染细菌的病毒——噬菌体为蝌蚪形，而植物病毒多为杆状。冠状病毒由于外层的突起(蛋白质)形如帝皇的王冠而得名。有报道说，冠状病毒科已经发现的病毒有600多种，绝大多数侵染动物与家畜，如猪、鸡、鼠、猫、家鸽、鸭、鸟、鳗等，但在人体内仅发现2种，而且在此之前均没有在人群中引起流行病。

　　

　　病毒虽然“体形”各异，但是构造并不复杂，位于中心的是DNA或RNA(二者之一)，包裹在其外面的是蛋白质“外套”。DNA或，RNA就是病毒的基因组，贮藏有病毒“生老病死”、“生长发育”等生命活动的全部信息。引发SARS的冠状病毒只有RNA，包括我国在内的11个国家的13个实验室的科学家已经破译其基因序列，获得了相应的遗传信息。病毒的蛋白质“外套”约占到病毒总质量的70％。包裹在DNA或RNA病毒外面的蛋白质“外套”不仅是分类标志之一，也是引导病毒与被侵染组织或细胞相结合的重要物质。

　　那么，病毒又是怎样侵染人类并带来如此巨大的伤害呢?

　　一般来说，病毒的侵染过程包括吸附和穿入、脱壳、生物合成、装配与释放四个步骤

　　病毒的侵染是一个四步骤的连续过程，这里只是为了叙述的方便而人为进行划分罢了。

　　吸附指的是病毒通过裹在DNA或RNA上的蛋白质“外套”与易感细胞接触，进而让DNA或RNA进入易感细胞的过程。这一过程实际上是病毒的感染过程。

　　我国人类基因组北方实验室首席科学家杨焕明领导的实验室，在SARS病毒全基因组的测序中发现，SARS病毒由一种相对稳定的特有蛋白质和另外5种蛋白质组成。特有蛋白质在SARS病毒中所占比例为2／3，是所有病毒都具有的维持其活性的基本蛋白质，变异性不大。但SARS病毒的S蛋白质和M蛋白质具有极强的变异性。这两个蛋白质是帮助病毒进入人体细胞，使病毒与人体反应导致病变的第一关。

　　病毒进入易感细胞，先要脱去已经基本失去作用的蛋白质“外套”。这是由于蛋白质“外套”已经结合在易感细胞的壁或膜上了。

　　病毒的DNA或RNA一旦释放到细胞中，便会肆无忌惮的利用细胞的“营养物质”来合成自己的新DNA或RNA，再由新的DNA或RNA合成新的蛋白质。“营养物质”包括构成DNA或RNA和蛋白质所必须的戊糖、碱基、氨基酸，以及能量等。有了这些基本“材料”，DNA或RNA就可以悄悄“偷着乐”了。不过，在合成新DNA或RNA中，常发生一些变异，而且变异率一般在10％左右。这是由病毒DNA或RNA构造的简单及其特有的“生物本性”决定的。由这种有变异的DNA或RNA为模板“指导”合成的新蛋白质，也就与以前的蛋白质不同了。这就是SARS病毒的S和M蛋白质“具有极强的变异性”的“奥秘”，也是人们恐惧SARS的缘由之一。

　　之后，生成的DNA或RNA，以及新的蛋白质再组装成新的病毒。新的病毒一旦生成，也就意味着被侵染细胞生命末日的来临。新病毒从被侵染的细胞中破壁或膜而出，便会再去侵染其他的细胞。

　　这就是病毒侵染的一般过程，而且这一过程是极为短暂的。目前，SARS的具体侵染过程还没有破解，也还在“煎熬”着全世界的科学家。香港中文大学的研究人员发现，SARS病毒可以在不到2周内因基因突变而产生另一变种；复制时出现的错误率较高，大约每复制1万个碱基就会出现一个“错误”。

　　病毒如此微小，又屡屡向人类发起攻击，难道地球上的“灵长类之最”就任其横行不成?

　　其实，病毒并不可怕，人类已经战胜过许多种病毒，SARS也是可以战胜的

　　从病毒的一般生存条件可知，多数病毒耐冷不耐热，在pH5~9范围内稳定。因此，50-60℃30分钟，或100℃数秒钟，或强酸强碱条件下均可将其灭活。此外，x射线、叩射线和紫外线，脂溶剂中的乙醚、氯仿、阴离子去污剂等，化学消毒剂中的苯酚、甲醇、乙醇、碘及碘化物等，也可使多数病毒灭活。引发SARS的冠状病毒也不例外。它适宜生存的pH值为7．2(弱碱)，采用我们已经知道的一些措施，只要注意防护到位以及持之以恒，是完全可以将其拒之门外的。

　　研究还显示，能引发人类流感的病毒有150—160种。已知的冠状病毒、流感病毒、鼻病毒都是能引起上呼吸道感染的病毒，大部分都有“自限性”。也就是说，大多数病毒会由于结构简单、原始、必须依赖细胞才能存活，以及自身容易发生变异等“本性”，使所引发的疾病表现出在病程等方面受到一定的限定。再说，按照WHO专家确认的SARS病毒侵染机制，SARS病毒会利用病人免疫系统的过度反应来借刀杀人。这就是说，在采用相应的治疗手段的基础上，只要人体的免疫机制“反应”正常了，SARS病人也就到了快出院的时候了。

　　再有，人类已经战胜过众多病毒引发的传染病，积累了丰富的防治经验，因此人类战胜病毒及其引发的传染病并不是天方夜谈。医学研究和人类战胜各种病毒引发的传染病的历史还表明，染病的人一旦痊愈就会产生一种抗体，人们也可以利用先进的科学技术研制出相应的疫苗加以预防。目前，只有艾滋病尚属特例，因为艾滋病病毒破坏的是人的免疫系统与机制。不过，防治艾滋病的疫苗的研制成功与引用也只是时间上的差异了。艾滋病尚且如此，SARS又能奈何得人类吗?必定“知识就是力量”!

　　(责编 付建平)