冰川來客遲早要來，不如抓緊時間做好訪客登記工作。
作者 | 於淼 西奈山伊坎醫學院 環境醫藥與公共衛生系
近期，一篇預印本論文指出青藏高原的冰芯中發現了許多未知病毒，結合全球變暖的大環境，很多人開始擔心：冰川融化後，會不會釋放這些被歷史冰封的“不速之客”？它們會不會對人產生危害呢？
本次採樣的古裡雅冰川（又稱古裡雅冰帽），位於青藏高原西崑崙山，因冰芯記錄的採集而知名 | 網絡圖片
無處不在的病毒：海洋輸出更勝一籌
這次研究使用的冰芯採自青藏高原的古裡雅冰川，其中一根來自冰川頂部，一根來自高原區域（山腰），最深一個樣本在冰川表面以下49米。俄亥俄州立大學的科學家們對其中的病毒與微生物進行分析，發現一些古老病毒，包括28種未知病毒。
這個結果並不令人驚訝。人類的文明史不是消過毒的，環境中其實長期存在各類病毒與細菌，除了冰川，在深海與高空都有。
過往研究表明，冰川冰芯樣品裡微生物數量大概為每毫升100~10000個細胞，而深海海水裡，每毫升含微生物數量在10000~1000000個，比冰川裡多得多。如果是更小的病毒，整體的數量級還要更高。
相比於相對清潔的冰川融化釋放的未知病毒，海洋大氣間的循環也在不斷輸送深海微生物到人類可接觸的環境中：病毒可以在熱鹽環流作用下從深海提升到海面，然後通過海面氣溶膠參與大氣循環甚至在其中進行變異，之後再通過大氣輸送到陸地上空通過降水沖刷到地面。當然，適應了高壓高鹽環境的深海微生物能不能在地表存活是另一個問題。
一些未知海洋病毒的顯微圖像 | Jennifer Brum, Sullivan Lab at Ohio State
人們的認知對於相對熟悉的風險會弱化，而對新產生的風險例如冰川融化會更為關心，特別是在全球變暖的大背景下。伴隨冰川消融，未知病毒的釋放就是灰犀牛而不是黑天鵝事件，是一定會發生的事。（注：“黑天鵝”事件，指非常難以預測，且不尋常的事件，通常會引起連鎖負面反應甚至顛覆；“灰犀牛”事件指大概率且影響巨大的潛在危機）。更有可能，同等風險的事可能已經發生過了，只不過相對環境的瞬息萬變，人的認知理解是滯後的。
舉個例子，我們會使用大量紫外燈殺毒，但紫外線同樣是誘導基因變異的手段，使用紫外燈我們可以有殺菌的收益，也會有誘變出超級細菌的風險，行為的目的並不一定與事實符合。這個時候，我們需要有更多關於病毒的研究，對其可能造成的危險作定量估計。
單就這篇文章而言，其實並未涉及風險評估的部分，更多是通過宏基因組測序手段對新病毒進行了分類嘗試。論文作者還提供了一種比較靠譜的對樣本作抗汙染處理的方法，簡單來說就是切掉樣品表面，然後用酒精和清水各洗掉一層，這樣剩下的冰芯樣品就是“乾淨”的沒有外界汙染的了。對其測試，就可以知道里面有沒有病毒，有哪些種類病毒了。
整體來說，該領域目前還處於研究的初期，對於實驗結果不用過度解讀。
自然記錄：南極冰川藏毒更久
看到“古老病毒”大多數人會感覺興奮，但更古老病毒應該封存在南極。因為冰川的形成需要有降雪成冰併到今天還能存在，地球上最符合這個條件的地方在南極洲。2017年《科學》雜誌曾報道過來自南極洲270萬年前的冰芯，這已經是當時能測到的最古老的冰芯，而科學家估計南極洲冰芯可能有最長3000萬年前的記錄。而對於其他常年冰雪覆蓋的地方，例如格陵蘭島或阿拉斯加，最古老的冰川也不超過10萬年。
南極洲藍冰區（通過地質運動來到地表的古老冰川）分佈。| H. Fischer et al. Clim. Past 9, 2489–2505 (2013)
這篇文章使用的冰芯來自於 520 到 15000 年之前，相比地質時期動輒百萬年的時間跨度，還不算特別古老。根據形成時間來看，這部分冰芯累積的是第四紀全新世的病毒或微生物，更直觀地說，這部分病毒曾經與我們的智人祖先在同一歷史時期共存過（但不一定接觸過）。
雖然這可能是我們第一次檢測到它們，但卻不一定是第一次跟它們打交道。我們對環境的認識其實非常有限，一方面分析方法需要進步，另一方面是存在“未知的未知”。大自然在地球上埋伏了很多線索，冰川就是其中很重要的一個，冰芯樣品可以返溯幾萬到幾十萬年前大氣環境的樣子，是歷史的一個斷面。這樣帶有時間戳的線索可以讓我們瞭解病毒的演化過程，但很可能這些病毒在今天其他環境介質裡也存在，只是還沒有被研究人員關注到。所謂“新”，指的是我們的發現時間而不是其出現的時間。
理性探討：病毒毒性究竟如何？
那麼，如果冰川縮小真釋放了未知病毒，其毒性會如何呢？人類基因組計劃檢測到了人類大概2萬個基因，然而基因只是DNA序列裡有功能的那一部分，人類基因組裡其實還保留了大量的所謂“垃圾信息”。在這些垃圾信息裡，有相當一部分被認為來自於病毒。 據估計，人類基因組裡大概有10萬個內源性逆轉錄病毒片段（已嵌入細胞基因組中可遺傳的病毒片段），佔了人類基因組總序列的8%。
病毒只能通過宿主生存，對其最有利的進化策略不是把宿主幹掉而是整合到宿主的DNA裡去表達，甚至都不用表達，安靜地複製就好。因此，人類個體是“我”，也是“我們”，漫長的進化過程中人類可能無數次被病毒襲擊，但通過疾病表現出來的卻可能是生存策略上的“失敗者”，例如馬爾堡病毒，在發展中國家致死率可達100%，但爆發後一個區域的人都死光了也就無法繼續傳播了。
最成功的病毒已經學會與人體和平共處了，例如流感病毒，較高的傳播能力與較弱的致死率可以讓其每年都形成一次人群間的流行。另一個正在發生的病毒侵襲出現在澳大利亞的考拉身上，但這種逆轉錄病毒卻並未讓考拉患病，只是整合進了考拉的基因組進行復制。
宿主死亡後，病毒也就成了環境中的顆粒物，蛋白外殼其實對惡劣環境並不耐受，或者說其耐受的惡劣環境是人為定義的，人們習慣的環境參數對於這些外來戶可能是致命的。
科普讀物《病毒星球》，揭示了病毒的廣泛分佈 | 來自網絡
當我們看到未知病毒，沒必要特別往病與毒方向考慮，正如細菌有鼠疫桿菌這類有害菌，也有輔助消化的有益腸道菌群，病毒也存在有益病毒，比如，很多腸道菌中寄生的噬菌體實際在幫助我們抵禦外來有害菌種。而且病毒為物種多樣性提供了一個巨大的基因庫，相比於高等生物相對穩定的內環境，病毒的基因突變速率要快很多，在侵染過程中可能成為物種滅絕的推手，但也很可能為宿主提供應對生存危機的外來援助。
當前疫情流行，人們對病毒持負面態度，但具體到病毒本身是沒有態度的，它們只是在不斷通過對環境的適應來複制延續自己，所以也許是“不速之客”，但目前需要更多證據來說明其（病毒群體）危害，甚至是優點。進化很多時候是一把雙刃劍，經常有得有失，比如，患有鐮刀型血紅細胞貧血症的患者就對瘧疾具有免疫力，在沒搞清楚其毒性前，對未知病毒的風險需要謹慎考量而不是因為名字就產生恐懼。
不止病毒：冰川裡來客還有更多
其實從冰川裡過來的客人並不單是病毒，還有大型運輸船。近些年來由於北冰洋冰川融化，北極航道有可能從季節性航線轉變為常規航線而不再需要核動力破冰船。由於地球是圓的，極地航道在經濟上存在很大的優勢，直接穿越極地，可大幅降低海運通航成本。
經濟發展作為內在動力，在事實上推動了物種遷移與入侵，為物種傳播提供了快速通路。舉個例子，大型航船的壓載水倉事實上促進了很多物種入侵事件，例如美國五大湖的斑馬貽貝氾濫就是壓艙水的釋放引發的。因此，物種入侵的風險會伴隨航線縮短而提高。這其中當然也包括病毒傳播風險。
被斑馬貽貝侵蝕的船隻螺旋槳 | waterfrontrestoration.com
假設未知病毒釋放在無人區，那麼其最終還是會以另一種形式沉積而無緣跟人類接觸，但如果氣候變化開拓了人類活動範圍，路過冰川消融的遠洋貨輪可能成為風險載體，將未知病毒送到其可以生根發芽的地方。
目前我們一直缺少對未知病毒的公共醫療負擔的經濟評價，一條航線的開通所提高的經濟收益是否可以對沖公共醫療危機帶來的經濟衰退風險，眼下是無法回答的問題，因為我們對未知病毒的瞭解還是太少。不過就已知的物種入侵事件而言，相比後面的損失，初期的獲益幾乎可以忽略不計。
總之一句話，冰川裡的來客遲早要來，但不必恐慌，我們只是需要些時間與研究來做好訪客登記工作。
[1] www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.01.03.894675v1
[2]www.sciencemag.org/news/2017/08/record-shattering-27-million-year-old-ice-core-reveals-start-ice-ages
[3]www.discovermagazine.com/planet-earth/we-are-viral-from-the-beginning
[4www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1794577/
[5]www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150430170750.htm
閱讀更多 科學闢謠 的文章
