新型冠狀病毒疫情蔓延全球，WHO已宣佈新冠病毒進入全球大流行狀態。 並有報道稱新型冠狀病毒可能出現變異，從而影響它的傳播力和致病性。變異是什麼鬼？這是病毒的常規“伎倆”嗎？還是我們這次的對手--新冠病毒過於強大狡猾呢？你對病毒這種看不見的微生物瞭解多少呢？來，走近病毒，瞭解對手。
微觀世界的發現
人類對於微觀世界的瞭解並不久遠，顯微鏡的發明才使得環境中肉眼不可見的生命形式闖進了人們的視野。1676年，荷蘭人列文虎克利用自磨鏡片，創制了一架能放大266倍的原始顯微鏡，並用它來觀察牙垢、雨水、井水和植物浸液，發現其中有許多運動著的微小生命，這是人類第一次看見微生物並記載下來。
大約200年前，法國偉大的科學家巴斯德用顯微鏡證實，很多疾病是由人們肉眼看不見的微生物引起的，從此開啟了微生物的新時代。但是，對於微生物的研究進展緩慢，而且人類的目光往往侷限於對人造成疾病的微生物種類。
科學家先是成功分離並培養了細菌，後來又發現了比細菌更小的微生物--黃熱病病毒。病毒是已知最小的一種微生物，結構簡單到只有遺傳物質，但病毒的絕對數量之大，超乎我們的想象。每一個細菌、藻類、植物、昆蟲，乃至哺乳動物，只要生物有細胞，就能攜帶病毒。電子顯微鏡下的一毫升海水中含有2.5億個病毒顆粒。從數量和多樣性來說，肉眼不可見的病毒等微生物才是地球真正的霸主。
微生物對人類的影響
微生物在人類歷史上扮演了獨特的重要角色，它曾經以瘟疫的姿態橫掃數個城市，影響幾個王朝。例如14世紀中葉的歐洲，鼠疫（黑死病）的爆發，吞噬了當時歐洲1/4 的人口，幾乎無差別的染病和死亡，讓社會陷入無序和混亂。歷史上的三次鼠疫大流行，造成了近2億人死亡。如此可見，導致黑死病的鼠疫桿菌這一種微生物，憑一己之力便就足以撼動人類文明。
歷史上造成如此深刻記憶的還有一個“赫赫有名”的微生物，那就是眾所皆知的流感病毒。1918年的西班牙流感是20世紀的大瘟疫，造成了當時全球近1/3的人口感染，超過2000萬人死亡，而且主要死亡人群都是青壯年，沒兵了，怎麼打？這也直接導致了第一次世界大戰的結束。比起這兩個超級“殺手”，目前的新型冠狀病毒是不是“小巫見大巫”呢？
當然，有些細菌、病毒可以與人或動物和平共處，也有些可以潛伏在動物和人群中，宿主長期帶菌或者攜帶病毒，在一定條件下才導致疾病。只有那些致病力強，特別是造成大範圍傳播或者嚴重後果的病原微生物才被列入科學家們攻克的重點目標。例如引起艾滋病的人類免疫缺陷HIV病毒；再比如過去40年在非洲暴發數次，致死率高達50%-90%的人類終極殺手--埃博拉病毒。我們迫切需要武器來對抗這些強大的對手。
電鏡下埃博拉病毒呈纖絲狀或彎曲或纏繞
人類對付病原微生物的武器
1929年，青黴素的發明開始了抗生素的新時代，成為人類健康史上一個里程碑。越來越多抗生素的相繼發現，使人類能夠戰勝很多細菌引起的感染性疾病。比如引起黑死病的鼠疫桿菌，可以被鏈黴素、四環素、環丙沙星殺滅。雖然隨著抗生素的廣泛應用，很多細菌的耐藥問題也已經成為一個重要的治療挑戰，但是更加讓人束手無策的是病毒。
人類感染性疾病中3/4是由病毒引起的，可除了已有的針對性疫苗之外，我們的武器非常少。無論是目前蔓延全球的新型冠狀病毒，還是一直困擾全球兒童，引起嚴重腹瀉的輪狀病毒等等，都沒有特效的治療，而主要靠人體自身免疫力來對抗。這意味著，沒有針對性的抗病毒藥物來抑制或殺滅病毒，醫生只能對症支持治療，能否熬過去就看宿主的免疫力！為什麼科學發展到今天，很多病毒仍然沒藥可用？這和病毒的特點有關。
科學家們在生物安全實驗室研製疫苗和藥物
極簡的生命，花樣突變
病毒完美詮釋了Less is more.的內涵。它沒有細胞，結構極簡，只有3-10個基因。但增殖速度極快！病毒入侵後，利用宿主的細胞進行瘋狂複製，躲在宿主的細胞裡也成為逃避宿主免疫系統和藥物攻擊的重要計謀。另外，為了充分利用它很少的遺傳物質，病毒在複製增殖中經常將遺傳信息讀錯，花樣層出，一旦突變成功，就可能出現“青出於藍而勝於藍”的子代病毒，這意味著之前可能有效的藥物或者疫苗，對新的變種又無可奈何了。
最典型的例子是流感病毒，它的變異性高，當人群剛對一種流行毒株產生了抗體，另一種新的變異毒株又會出現，流行再次發生。需要每年接種新的流感疫苗，疫苗選用的毒株都是WHO基於既往流行情況進行預測的，既然是預測，就會有失誤而導致疫苗脫靶的情況發生。這就是道高一尺魔高一丈。
病毒不但可以出現自身基因突變，還會和感染同一宿主細胞的其它病毒實現基因物質轉移、互換，稱為基因重組。2009年，美國甲型H1N1大流感蔓延超過200多個國家和地區，造成了超過5000萬的感染人數。之所以如此嚴重，是因為此次新變種的H1N1流感病毒，其基因包括了人類流感、豬流感和禽流感病毒的基因。
未知的病毒，未來的挑戰
然而，人類遇到的挑戰還不止於此。人類從未面對的很多病毒，可以與動物尤其是野生動物（例如蝙蝠、穿山甲等）和平共處，相安無事，可一旦病毒經過突變，獲得了從動物跨種群傳播的能力並感染人類，才是更可怕的挑戰所在。
越來越多的證據表明，艾滋病病毒HIV源於中非的黑猩猩，這一人類的靈長類近親會獵食不同種類的猴子，不同種的猴子攜帶著不同的猴免疫缺陷病毒，偶然情況下在黑猩猩身上相遇，併發生了基因重組，從而創造了全新的具有跨種群傳播能力的變異病毒—HIV。人類宰殺黑猩猩時接觸到含有這一病毒的血液，然後HIV病毒便在人身上站穩了腳跟。現階段HIV感染人群超過3000萬，人類談“艾”色變，艾滋病已波及每一個國家，成為全球公認的流行病。
能引起新型人類傳染病的微生物，正如新型冠狀病毒一樣，多數都寄居在動物身上。日益發達的交通旅遊，使得地球的每個地方都不過是一個航班的距離。這也使得病毒從非洲叢林旁的某個小村落迅速流動到繁華的大都市成為可能，對全球公共衛生系統提出了相當嚴峻的考驗。
有些病毒傳播力超強，但是殺傷力不強，例如人乳頭狀瘤（HPV）病毒，目前全球約十分之一的人群感染，數億之眾，有些HPV會引發宮頸癌，導致宿主死亡，但多數HPV繼續在人群中廣泛傳播。有些病毒殺傷力超強，例如狂犬病毒致死率幾乎百分百，但是傳播力很弱，只有被攜帶狂犬病毒的哺乳動物咬傷才會感染。新型冠狀病毒目前估計的病死率不超過5%，傳播力還未定論，估計傳染性與SARS相當，這樣的表現在病毒界不算 “出色”，已讓全世界草木皆兵。試想如果一種病毒，既有超強的傳播力，又有致命的殺傷力，那將是人類的滅頂之災，這並不是不可能出現的。畢竟我們對病毒知之甚少，太多的未知，而且病毒的進化速度超過其他任何的生物體。這是我們必須時刻警惕的危機。
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