與動植物的細胞相比，病毒是非常小的微生物，大小以納米為單位計算，一般要在電子顯微鏡下才可以看到它們的真容。病毒沒有細胞結構，沒有新陳代謝所必需的基本系統，一般只由一種類型的核酸（DNA或RNA）與蛋白質構成，或僅由蛋白質構成（如朊病毒），致使自身不能複製。因此病毒必須在活的細胞裡生長與複製。當病毒接觸到宿主細胞時，經細胞表面受體侵入宿主細胞，通過脫去蛋白質“外套”，其核酸（基因）藉助細胞的酶系統和能量，按照病毒基因的指令複製新的病毒。所以，有科學家甚至認為，病毒本身並不是活的生物體，因為離開活的細胞，病毒就不能繁殖，看上去更像是一個蛋白質包裹的一組基因。
可就是這樣一個肉眼看不見的“小不點”，卻可以輕而易舉地使人患病。有數據表明，全球有3/4的傳染病是由病毒引起的，其中在我國狂犬病的死亡率最高，達到100%；而發病率最高的則是各種病毒性肝炎，肝炎病毒會造成人體肝臟不同程度的損傷，甚至發展為肝硬化和肝癌。病毒的危害遠不止於此。2003年，SARS流行，儘管我國當時只有5000多人被感染，但疫情卻使我國的產品難以出口，許多國家不敢與中國進行貿易，造成了很大的經濟損失。再如我們比較熟悉的禽流感，它可以“秒殺”幾百萬只雞，這對養殖業來說就是災難。事實上，禽流感很難控制，極容易傳播，因為禽流感病毒非常“善變”。科學家發現，禽流感的病毒基因可分為8段，而且容易與其他病毒基因進行交換。如H7N9病毒就是由禽流感病毒的部分基因和人流感病毒的部分基因雜交而來，所以這些病毒可以輕鬆地在動物和人之間傳播。
病毒微小、種類繁多、“狡猾”又“善變”，及時掌握病毒的“敵情”，將有助於科學防治很多疾病。不僅如此，隨著生物科技的發展，科學家正積極利用病毒的一些特性，通過改造病毒，將它們“化敵為友”，讓病毒能“友好”地為人類服務。例如，很多用於預防傳染病的疫苗就是利用病毒製成的。
冠狀病毒
縱觀人類歷史，有哪一種疾病被我們完全消滅？那就是天花。1980年5月，世界衛生組織宣佈人類成功消滅天花。天花是由天花病毒感染引起的一種烈性傳染病，可以通過飛沫吸入或直接接觸而傳染，並且傳播速度驚人。天花病毒還能對抗乾燥和低溫，在痂皮、塵土和被服上，可生存數月至一年半之久，因此感染性極強。人被感染後無特效藥可治，重者死亡，輕者在痊癒後臉上會留有麻點，“天花”由此得名。幾千年來，天花使千百萬人死亡或毀容。
天花沒有確定有效的治療方法，因此人類對抗天花的利器就是疫苗。在這方面，我們國家做出了出色的成績。1926年天花盛行，國內還處於軍閥混戰的時期。我國科學家從一個患天花的西北軍人的痂皮中分離到病毒，經過給猴子皮膚接種傳了三代，進行減毒；接著把毒株接種到牛的皮膚，多次反覆傳代；然後將病毒經過兔皮膚及睪丸交替傳5代；再將減毒的毒種經牛犢皮膚傳3代；最後減毒成功，成為供人用的預防天花的牛痘苗毒種，命名為天壇株痘苗病毒。
在烽火連天的抗戰時期，毒株要保存下來實屬不易。而且毒株怕熱不怕冷，即使放置在-20℃甚至-70℃的環境下，它們依然可以保持活性。抗戰轉移時沒有冰箱，能用什麼辦法保存毒株呢？每到一處，研究者就把毒株吊在井口，因為井口即使在夏天也比較陰涼。天壇株痘苗病毒就這樣被小心翼翼地保存了下來。
天壇株痘苗病毒挽救了很多人的生命。事實證明，天壇株痘苗病毒的安全性優於國外的痘苗(因為接種牛痘可能引起嚴重的副作用,儘管很少見）。現在，雖然我們不用種痘對抗天花了，可是因為天壇株痘苗病毒比較大，基因組也比較大，所以在基因工程領域，可以用作為疫苗載體來進行研究。近幾年，我國科學家聯合使用改良型天壇株痘苗病毒（MVTT）黏膜載體疫苗和5型腺病毒載體疫苗（Ad5），用基因工程使這些載體表達艾滋病病毒抗原，在動物實驗階段已經證明能有效控制艾滋病病毒通過黏膜途徑感染機體，在攻克艾滋病的征程上又邁進了一步。如今人類正通過認識病毒、改造病毒，把握病毒規律，發揮病毒的獨特作用，努力捍衛生命之花開得更絢爛，讓每個人都能享有健康的體魄。
◆ ◆ ◆ ◆ ◆
聞玉梅，中國工程院院士，教授，博士生導師。主要研究乙型肝炎病毒學與免疫學、治療性疫苗基礎理論與應用。現任復旦大學學術委員會主任、治療型疫苗國家工程實驗室主任，教育部、衛生部醫學分子病毒學實驗室學術委員會委員。曾任中國微生物學會理事長。2006年獲亞太病毒學會突出貢獻獎。
本文為聞玉梅院士在2015年某次科普講座上的發言。
本文選自《科學畫報》2015年第5期
閱讀更多 科學畫報 的文章
