為什麼有的病毒的傳染性和致命性成反比?

NG梟雄


想要了解病毒的傳染性及致命性,首先要了解的是病毒在人體內的作用機理,各種病毒的傳播方式及致死率。

病毒是一個僅有一束基因束的潘多拉魔盒,在RNA基因組的外面只有一層蛋白殼與一層包膜,簡單的讓人歎為觀止。在未打開它之前,很難想象,它可能給人類帶來滅頂之災。

病毒在人類未誕生之前就已存在,甚至可以追溯但地球的誕生。它比細菌小了足足20倍,介於生與死之間,沒有代謝及再生的能力,完全依賴其他生命體存活,只要是生物體都是它的感染目標,即便是細菌,也不能倖免。

在未進入細胞前,病毒處於一種類似於休眠或者死亡的狀態。而一旦以各種方式入侵細胞,病毒立馬就活了過來,並開始了無休止的複製繁殖過程,除非宿主死亡或它被免疫系統識別並殺死。

病毒的傳染途徑不盡相同,但入侵細胞的方式卻都是一樣的——通過血液或者呼吸道進入生物體後,誘騙細胞將其吞噬,在細胞將其吞噬後定植細胞核,開啟複製模式。

可能僅僅幾個小時,病毒就可以複製出上億個病毒因子並充斥在細胞內的每一處。為了繼續繁殖,病毒只能突破現有的細胞尋找新的繁殖地。為此,病毒會破壞並殺死現有的宿主細胞,造成細胞不可逆的損傷及死亡,引發疾病。

目前已知的包括艾滋病、天花、埃博拉、SARS、新冠肺炎病毒以及流感等病毒多達5000多種。

我們以最為典型的四中病毒:艾滋病病毒、埃博拉病毒、流感病毒、冠狀病毒為例,通過它們的傳播途徑來探討傳染性與致命性的關係。

艾滋病病毒

艾滋病病毒是目前世界上已知的危害性最大的一種病毒,它在進入人體後主攻目標是免疫細胞輔助T細胞,輔助T細胞是人體最重要的免疫防線,它可以識別、記憶並殺死對人體有害的物質,T細胞的缺失引發人類的免疫系統缺陷疾病,讓人體成為各種細菌、病毒繁殖的溫床。

科學家一直在尋找治療艾滋病的辦法,但這種病毒太狡猾了,它在複製過程中的不斷變異讓科學家們始終束手無策,所以截止到現在依舊沒有有效的治療方法。

傳播途徑:血液傳播,性傳播,母嬰傳播

致命性:雖然現在的藥物可以延長艾滋病患者的生存時間,但艾滋病的致死率高達100%,也就是說只要被傳染上了艾滋病,就相當於被宣告死亡。

艾滋病病毒屬於固定模式傳播,並能夠進行有效的預防,這種病毒輕易不會被感染。而它的致死率是100%,幸運的是這種病毒傳播途徑較少,讓人類文明得以延續,否則後果不堪設想。

埃博拉病毒

埃博拉病毒是目前發病時間最短,死亡速度最快,死壯最慘的疾病,它在進入人體後對細胞的破壞性是致命的,身體的所有細胞都是它攻擊的主要目標。它能引發人體內的大出血,讓人化成一攤血粥。在發病末期死者的眼睛、鼻子、耳朵、嘴巴、皮膚乃至肛門等所有器官都有出血症狀,因此也叫埃博拉出血熱。

傳播途徑:血液傳播,患者體液傳播,飛沫傳播,空氣傳播(目前尚未有定論人是否會通過空氣被感染)。患者越到後期傳染性越高,因為此時患者的體液內遍佈病毒,一滴血內就有可能存在上億個病毒因子,僅僅接觸一星半點就有可能被傳染。

致命性:埃博拉的致死率高達50%-90%,其中扎伊爾型埃博拉死亡率最高為90%。除卻雷斯頓型埃博拉沒有症狀及致死率外,其他感染埃博拉的患者即便是最終活了下來也會造成終身不可逆轉的後遺症。

埃博拉病毒的傳播途徑多且死亡率高,但有意思的是,每次埃博拉病毒在傳播一段時間後都會神奇的消失,好像僅僅是在示警,至於消失的原因至今不清楚。但所有科學家都知道,它一直存在於自然界中並隨時準備伺機而動,以期給人類以致命的一擊。

流感病毒

流感病毒常發生於秋冬季,患者在被感染後,如不引發肺炎、心肌炎、冠心病、腦膜炎等併發症及其他細菌感染,致死率相對較低。流感的發病時長為7-10天,普通感冒即便不吃藥人體依靠自身的免疫系統也可自行痊癒,預後效果良好。

傳播途徑:飛沫傳播,接觸傳播,氣溶膠傳播

致命性:流感病毒的傳染性非常高,通過呼吸道即可傳播,病毒侵入細胞後免疫系統能夠在幾天內做出反應,所以流感病毒的致死率非常低。

即便是病毒在複製過程中出現變異讓免疫細胞無法識別,除少數變異病毒變得複製能力更強,致病能力更高外,大多數病毒在複製過程中出現的蛋白質編碼偏差會讓它不具備繼續繁殖能力而消亡。

流感病毒致死率雖然相對於其他病毒的致死率較低,但卻是傳染性最高的病毒,並且每年都會來一到兩次,迄今為止,歐美國家每年都會有幾萬人死於這種病毒。

冠狀病毒

冠狀病毒由於高傳染性極易引發大流行,目前已知的冠狀病毒有7種。自21世紀以來,光是冠狀病毒引發的較為嚴重流行性疾病就有三次,包括2003年的SARS,2012年的中東呼吸道綜合徵以及2019年的新冠肺炎病毒,而本次的新冠肺炎病毒更被定義為大流行。

它與流感病毒症狀類似,傳播途徑類似,但卻隸屬於是不同的病毒科,對人體的影響也不盡相同。

它會引發嚴重的呼吸道症狀,最明顯的特點是在它複製繁殖的過程中會讓人類的肺泡內產生出現大量的積液和膿液,氧氣通過肺泡進入人的血液,氧氣的減少會導致呼吸困難,出現紫紺,人類依靠氧氣而存活,長時間氧氣供應不足會導致其他器官衰竭,最終死亡。

傳播途徑:飛沫傳播,接觸傳播,氣溶膠傳播

致命性:冠狀病毒雖然也屬於自限性疾病,但除其他四種外,這三種引起的致死率卻比流感要高的多,死亡率在4%-35%不等。

在21世紀初醫院為了治癒這種疾病,往往會使用呼吸機並給患者注射大量的藥物,導致引發一些不可逆轉的後遺症,但隨著科學的不斷進步,病人預後效果越來越好,大大的減少了後遺症對患者的困擾。

總結

綜上所述,通過艾滋病病毒、流感病毒的傳染性與致命性分析,兩種病毒確實好像確實是成反比關係,但通過艾滋病病毒與埃博拉病毒、流感病毒與冠狀病毒的傳染性分析卻並不是如此。由此可以看出,其實傳染性與致病性並無太大的關係,因為傳播途徑不同,即便是傳播途徑類似,致死率也不盡相同,例如流感病毒與冠狀病毒。

所以傳染性與致命性成反比關係無從論證。


狼妹愛說事兒


這其實是病毒的一種生存策略。

首先,什麼是病毒?必須依附活體生存。

病毒就是一種個體微小,結構簡單的寄生非細胞型生物,它無處不在,數量多到你無法想象,目光所到之處,甚至肉眼無法看到的地方,都有病毒的蹤影。

病毒種類繁多,有的歷史悠久,在數十萬年前,遠古病毒在和我們的祖先共存的時候,就將自己的基因嵌入了人體內,一項研究表明,人類基因中大約有19種不屬於人類,可能是來自於病毒。也就是說,病毒也並不是總是不好的。

最重要的是,病毒是寄生的,也就是說它無法獨自生活,一定要寄生在有機體內才能存活。就以新冠病毒為例,離開人體後的病毒,在一定時間裡就會死亡,失去感染能力。

其次,病毒的終極目標是傳播,只有和宿主長期共存才能完成。

眾所周知,大自然的所有有機體,包括人類,終極目標就是繁衍,對於病毒來說也是一樣的,它的終極目標是傳播。

為了能更好的傳播,從進化角度來說,完美的病毒是高傳播、低致命的。

4月,世界衛生組織就曾表明,新冠病毒會和人類長期共存,消息出來後,很多人非常疑惑,難道我們真的無法消滅病毒嗎?

的確,科學家認為很多病毒我們是不能消滅的,即使已經研發了疫苗,病毒的高突變率也會讓疫苗慢慢失去效果,目前我們唯一消滅的病毒只有天花。

因此和病毒的長期相處中,高傳播和低致命的病毒優勢就體現出來了。

若病毒毒性太強,容易讓寄主死亡,人們也會為了對抗這種疾病採取更多的醫療措施,最後導致病毒無法廣泛傳播;相反,若病毒性較弱,人們容易忽視,尤其是那些無症狀的傳播者,對病毒的傳播起到了重要作用。

因此,科學家認為,經過多代培育進化,那些高毒低傳染的病毒是會慢慢被淘汰,最終留下的是那些低毒高傳播的病毒,流感病毒就是其中一種。

最後

病毒中當然也存在毒性強傳播又廣的病毒,但是大多數病毒還是會遵循“傳播”為第一原則,為了完成這個目標,會降低毒性,畢竟病毒是依附寄主生存的,寄主要是死了,對病毒來說是非常不利的。


怪羅科普


大家好,我不是權威,我是漫步科研路。

病毒的傳染性體現在多個方面,一是病毒侵入人體的方式,病毒要侵入人體一般需要完成吸附,侵入,脫殼,生物合成,組裝,釋放等6個過程,不同的病毒這6個過程完成效率不一樣,也就造成了病毒繁殖差異;二是病毒傳播方式,有些病毒能通過接觸,飛沫,氣溶膠這些比較快的方式傳播,有些病毒只能通過體液等比較慢的方式傳播;三是病毒存活能力,有的病毒在離開宿主之後還能存活很長時間,這就決定了它們會有更強的傳播能力;四是病毒的變異能力,變異能力強的病毒對藥物,疫苗提出了挑戰,這種病毒更加難以控制。傳染性非常高的病毒代表是麻疹,天花,脊髓灰質炎,風疹等,傳染係數R0都超過了6.0(圖1,3)。

而病毒的致命性體現在哪些方面呢?首先是病毒侵染部位,如果病毒侵入大腦,免疫系統等人體最重要的部位,那麼就非常致命了。然後是病毒變異速度,一般情況下,如果病毒比較穩定,人類都可以找到應對辦法,但是如果病毒一直髮生變異,那麼對付它們就比較困難了。最後是病毒引發的細胞因子風暴的大小。一般情況下,病毒本身不會殺死人體太多細胞,而是病毒入侵導致人體產生過度的免疫反應,這樣產生的細胞因子風暴殺死病毒的同時也殺死了自己的重要器官。致命性比較強的病毒主要有天花,埃博拉,狂犬病等,致死率都超過了90%(圖2,3)。


回到題主的問題,病毒的傳染性和致命性成反比嗎?這個不一定。從圖3中可以看出,有的病毒傳染性和致命性都很強比如天花病毒。不過大部分病毒這兩個值成反比(圖3)。為什麼會這樣?我想一般強致死率的病毒殺傷太強,殺死宿主的同時也阻止了自身的傳播,並且殺傷性比較強的病毒,人類干預也會更強,這樣不利於傳播。而殺傷性弱的病毒很容易被人類的免疫系統給清除,為了生存,它們必須保證足夠的傳播能力,不然就會滅亡。我想這兩種病毒都不是完美的病毒,完美的病毒應該是有一點毒力,但是傳播性極強的病毒,這樣更利於它們的生存範圍的擴大。

所以一部分病毒的傳染性和致命性成反比,但是不絕對,也存在傳染性和致命性都很強的病毒。完美的病毒是低毒力高傳播能力的病毒,這也是病毒進化方向。


分享到:


相關文章: