蝙蝠體內又現多種新的冠狀病毒 是誰打翻了“潘多拉的魔盒”?

2020年初,一場突然的爆發開始在全球範圍內"圍攻這座城市”,蒙上了混亂而沉重的陰影.

迄今為止,人類正在與新的冠狀病毒作鬥爭,並且有5種新的冠狀病毒疫苗已在全球範圍內開始臨床試驗.同時,科學家在蝙蝠中發現了多種新的致病性冠狀病毒.

蝙蝠體內又現多種新的冠狀病毒 是誰打翻了“潘多拉的魔盒”?

▲根據Quanta的說法.插畫家詹姆斯·奧布萊恩

根據今天4月15日在俄羅斯發表的一份報告,印度醫學研究理事會(ICMR)發表的一項研究表明,兩個果蝠,盧塞特斯蝙蝠和印度狐狸蝙蝠,它們的主要棲息地位於該國南部,是一種新型的蝙蝠冠狀病毒(BtCoV)呈陽性.

就在幾天前,發表在國際學術期刊"公共科學圖書館”(PLoS ONE)上的一篇論文說,在緬甸進行的蝙蝠研究再次發現了三種新的α屬冠狀病毒,三種新的β屬冠狀病毒.

顯然,這種"密集”的發現再次拉緊了人為警報的發條時間,一旦新病毒突變並重組,然後將其用作來源,就很可能會擴展一個意料之外的新傳播鏈,就像那樣年.完成"菊花蝙蝠-人類”的SARS病毒三級跳.

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▲中國科學家在廣東省的一個山洞裡捕獲了蝙蝠,並收集了它們的體液樣本.他們與國際生態健康聯盟合作,對蝙蝠攜帶的病毒進行了長期研究.據《科學》雜誌

實際上,科學家仍在不懈地尋找新的冠狀病毒的來源.許多人認為,輕率地觸摸蝙蝠的"天然病毒庫”就等於打開"潘多拉魔盒”,這使得諸如新冠冕病毒之類的惡性字符迅速從大自然滲透到人類社會,成為災難的根源.

但是蝙蝠真的應該被釘為"罪魁禍首”嗎?而且,作為生物界中最小,最基本的結構,該病毒如何突破不斷變化的現代醫學界,甚至引發海嘯般的全球大流行?

>>>新的冠狀病毒出現了三種變體,"非常適合在人體中生存”

儘管在中國已經有效控制了新冠狀肺炎的流行,但是新冠狀病毒已經開始持續傳播,並且變得越來越嚴重.

根據美國約翰·霍普金斯大學對新發冠狀肺炎的統計,截至北京時間4月17日6:30,全球確診新發冠狀肺炎的病例超過215萬, 2151199例病例中,共有14萬多人死亡. .其中,美國確診病例超過660,000例,死亡人數超過32,000,使其成為世界上確診和死亡病例最多的國家.

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▲新冠狀肺炎在美國各地肆虐,在布魯克林大橋上幾乎看不到行人,布魯克林大橋是連接紐約布魯克林和曼哈頓島的標誌性建築.根據《紐約客》

同時,最近發表在《美國科學院院刊》上的一篇論文旨在以圖譜形式展示新的冠狀病毒基因的進化和傳播.通過分析病毒基因,可以得出結論,當前的新冠狀病毒是基於不同人群的免疫力.三個亞型已經被"突變”,並且病毒正在"迅速突變以適應不同人群的免疫系統抵抗力”

.

根據該論文,劍橋大學研究團隊按照病毒進化關係,將目前發現的新冠病毒分為A、B、C三型:A可以理解為原始毒株,B則是第二類型,主要存在於中國境內,而C主要發生在歐洲以及亞洲部分地區.

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▲新冠病毒三個亞型的大概分佈.漢化自英國《地鐵報》

該論文的作者是劍橋大學遺傳學家福斯特(Foster)強調,

新的冠狀病毒具有太多的快速突變,並且傳統方法很難清楚地追蹤其完整的家族譜系.目前,他的團隊目前已將研究樣本擴大至1001個病毒基因組,以期得到更具廣泛代表性的結果.

鍾南山院士最近說:"現在新的冠狀病毒基因突變非常適合在人體中生存”.許多人悚然一驚:新冠病毒不斷且"快速”的突變還會帶來什麼影響?最終會演進為"超級變種”嗎?

>>>病毒突變並不少見,需要為長期戰爭做好準備

需要強調的是病毒突變並不新鮮,尤其是RNA病毒(單股正鏈RNA病毒的新冠病毒正屬此列),突變更是常見.事實上,這也是為什麼流感病毒疫苗相對於乙肝病毒疫苗來說更難研發的因素之一——前者是RNA病毒,後者是DNA病毒.

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▲以同為RNA病毒的埃博拉病毒為例,發生突變十分常見.圖據美國科學與健康委員會官網

早在2月18日,耶魯大學的流行病學家Nathan Grubaugh在《自然,自然與微生物》分期刊上發表了一篇評論文章,指出:病毒突變符合正常的流行病學規律,不應引起恐慌.

而從科研的角度來說,"突變”更像是一箇中性詞,有好的一面,也有壞的一面.從病毒的毒力來看,變異後一般有兩種趨勢:

一種類型更具毒性,具有更短的潛伏期,嚴重的症狀和更高的致死率,但是由於高致死性菌株可以迅速殺死宿主,因此它們不能像致死性較低的菌株那樣有利於傳播,並且更易於控制現代醫學措施,例如埃博拉病毒(Ebola Zaire)亞型,死亡率高達90%;

另一個則變得越來越弱,甚至出現了無症狀的人,但這也意味著該病毒可以與人類靜默並長期共存.,等待下一次突變和爆發——比如20世紀人類的噩夢"1918年西班牙大流感”,18個月間即感染全球5億多人、奪去幾千萬人生命,然而,在並無特殊醫療干預的情況下,突然銷聲匿跡.

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▲西班牙大流感期間收治患者的醫院.圖據BBC

是來一場刀光劍影的大會戰,還是做好打持久戰的準備,人類與病毒的博弈,從來都是此消彼長,"道高一尺魔高一丈”.

武漢大學醫學病毒學研究所所長楊佔球表示,新冠狀病毒的"快速突變”受疫苗研發的影響最大.病毒亞型出現後,有必要開發多種相應的疫苗

.當然理論上也可能存在一種疫苗能同時對三個亞型的病毒都起作用,但這種疫苗的研發難度就增加了.”

>>>與與宿主一起進化,該病毒更願意"尋找另一個分支”

病毒的"毒”生追求在於釋放盡可能多的遺傳物質,因此迫切需要劫持宿主的細胞資源,以便一遍又一遍地自我複製.如果沒有宿主,病毒便與"致病”、"毒力”毫無關係.

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▲新冠病毒結構示意圖.圖據騰訊醫典

由於這種依賴性,某些病毒在整個進化過程中始終與宿主保持同步,每當宿主分化出新物種時,它們都會進行突變以與之匹配,這一過程被稱為共同進化.例如,人類和黑猩猩都會感染乙型肝炎,但兩者的乙肝病毒版本又略有不同,科學家們普遍認為,它們可能是由400萬年前的同一病毒分別變異而來.

另一種路徑是跨物種傳播,也就是病毒"跳”入一個與原宿主毫無關係的物種中.而這種進化方法通常與嚴重的新興疾病(如禽流感,艾滋病,埃博拉病毒和SARS)有關.鑑於此,若跨物種傳播"罕有發生”,的確值得全人類額手相慶.

但是,最近,發表在國際著名病因學雜誌《公共科學圖書館·病原體》(PLOS Pathogens)上的一項研究表明:跨物種傳播比人類意識到的還要頻繁,甚至於,它才是推動病毒進化的真正"黑手”.

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▲病毒的兩種進化路徑示意圖.漢化自Quanta

悉尼大學的病毒和進化生物學家愛德華·霍爾姆斯(Edward Holmes)及其研究小組利用病毒遺傳數據重現了19個病毒家族的進化歷史,並將其與宿主系統樹進行了水平比較.

如果病毒基本上與其宿主偕同進化,那麼兩者的系統發育樹會比較相似,即病毒"初號機”感染的是該宿主的祖先.但是,如果病毒在不同物種間"跳躍”,那麼系統發育樹將有所差別,且"跳躍”越頻繁,差異性越大.而研究結果表明,在19個病毒家族中,跨物種傳播相當普遍,且頻率"高得驚人”.

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▲以腺病毒家族為例,跨物種傳播幾率遠大於與宿主偕同進化.研究表明,此類現象在19個病毒家族中都普遍存在.漢化自Quanta

當然,病毒跳入一個新物種併成功感染,也需要不少"運氣”.畢竟,如果病毒無法利用宿主的遺傳物質並複製自己,那就再也沒有然後了.一種病毒很可能要經過數十年的反覆嘗試,不斷積累適當的突變,才能建立起有效的複製和傳播路徑.

而這也就解釋了,為何此前的研究鮮少發現跨物種傳播在病毒進化中佔據如此重要的地位."20年左右的時間,你可能不會發現跨物種跳躍,但將時間軸拉至100萬年,你肯定會有所發現.”霍爾莫斯說.

>>>人類的"瘋狂”已經成為病毒跨物種傳播的溫床

眾所周知,蝙蝠受到許多病毒的"青睞”,一個重要原因是"它們多得嚇人”,而在數量極多的情況下,互相傳播病毒就是很容易的事."一個簡單的生態規律是,宿主數量越大,所能攜帶的致命病毒越多,病毒發現易感宿主的幾率也就更高.”霍爾莫斯解釋道.

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▲作為群居動物,高密度棲息和休眠加速了病毒在蝙蝠群體內的傳播.圖據Quanta

人類也是多種病毒的攜帶者-人口眾多,流動性高,這意味著人類能輕易地把病毒帶給更多新的易感宿主.

約翰·霍普金斯大學的流行病學家賈斯汀·萊斯特勒說:如今在一場大流行病中,只需幾個環節就能把全球人口完全聯繫起來.

15世紀,西班牙人帶著天花來到美洲,從此之後,沒有一個種群能夠完全與大流行病隔絕.”

在前哥倫布時代,文明可以崛起並繁榮於世界的這一端,而不會受到來自另一端的病毒侵害.500年間,天花也好、新冠也罷,病毒的傳播行為並沒有改變,但它們的人類宿主,行為模式卻已發生翻天覆地的變化.

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▲亞馬遜河流域的Kayapó部落是全球極少數相對孤立的原始部落之一,成員大多遭受慢性病毒感染,研究認為,相對的隔離狀態和有限的宿主數量可能阻礙了惡性病毒在此傳播.圖據Quanta

在21世紀與早期時代的所有人類活動區別中,對疾病傳播影響最大的是,突破時空界限後人類社會的高度互聯互通.據不完全統計,2019年,全球商業航班約有4000萬架次,載客量約為47億人次.對於病毒來說,這相當於是47億顆蒲公英種子,每一顆都是其DNA的潛在載體,"飄”向任意一架航班所達之地.換句話說,"文明與病毒之間只有一次飛行”.

而讓病毒"青眼有加”的還不止於此.

"人類有著花樣繁多的提高傳播風險的危險操作——去一些不該去的地方,熱愛冒險,還要去吃一些可能根本不該入口的東西.”美國科羅拉多州立大學比較醫學教授蘇珊·範德沃德指出,"我們可能才是(大流行病的)罪魁禍首,還可能是病毒跨物種傳播的終極目標,因為我們人類做了太多瘋狂的事情.”

>>>全球氣候變化,掀開病毒界的"潘多拉魔盒”

當然,病毒"莫比烏斯環”還有其他無法忽略的維度.

比如,地球正變得越來越熱.2016年、2017年和2019年相繼記錄到了史上最熱年份.聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預測,

21世紀地球還將進一步變暖,並出現降水和氣候方面的複雜變化.這讓許多流行病學家如臨大敵,頻頻發出全球大流行病警告.

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▲2019年6月,由於氣候變暖,位於北極圈的格陵蘭冰層大量融化,丹麥氣象研究員奧爾森拍下雪橇犬被迫在冰面上涉水而行的畫面.圖據《紐約時報》

全球變暖會使以蚊子和壁蝨為傳播媒介的疾病分佈至更廣,諸如寨卡、黃熱病和登革熱等,或將傳播到此前無法有效到達的地區.

而天氣模式的變化會增加病原體從動物轉移到人類的可能性.例如,不尋常的暴雨可能會為攜帶埃博拉病毒的蝙蝠創造更有利的生存環境,而不利天氣條件下的乾旱,可能導致齧齒動物數量激增,而能引發出血熱的漢坦病毒便迎來了爆發的好時機.

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▲2018年,德國杜塞爾多夫,當地人在乾涸的萊茵河河床上散步.統計數據顯示,德國是2018年受極端天氣事件影響最嚴重的三個國家之一.圖據路透社

更重要的是,全球永久凍土層的融化或將釋放那些"封印”已久的"惡魔”.2016年8月,西伯利亞的凍土層中發掘出一具幾十年前的馴鹿屍體,結果導致多人感染炭疽熱,一名12歲的男孩因此喪生.而1918年西班牙流感和天花病毒的基因片段也在阿拉斯加和西伯利亞的大型墓地中被發現,這些曾造成數億人死亡的病毒從未消失,不過是"潛伏”在永凍層中,等待機會重新肆虐.

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▲格陵蘭庫盧蘇克島,隨著永凍層融化,石堆下的先民墳墓再次暴露出來.圖據vox

更何況,那裡還掩藏著病毒界真正的"潘多拉魔盒”——遠古病毒.根據牛津大學科研團隊的資料顯示,北極永凍層中已經發現人類目前為止見過的最大病毒,它已經存在3萬年時間,體積為普通病毒的30倍以上,而它只是永久凍土中數千種超古老病毒中的一種.

2014年,法國艾克斯-馬賽大學的進化生物學家克拉弗維(Jean-Michel Claverie),率領團隊成功"復活”了兩種封存在西伯利亞永凍土中長達3萬年之久的巨病毒,它們一經復活,即刻具有傳染性和殺傷力.

克拉弗維表示,"我們可以從早已滅絕的尼安德特人(約12萬-3萬年前居住在歐洲及西亞的古人類)的遺體上採集到該病毒,這表明能將一種病毒從地球上‘消除’的想法是錯誤的,那只是一種虛假的安全感.”

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▲克拉弗維復活的巨病毒之一,"西伯利亞闊口罐病毒”,科學家普遍認為,它正是導致尼安德特人滅絕的"元兇”.圖據法國國家科研中心

>>>病毒,達摩克利斯之劍

"不是所有的病毒都可以擊敗,不是所有的病毒都能找得出解決的辦法,”1958年諾貝爾醫學獎得主喬舒亞·萊德伯格曾說過,"同人類爭奪地球統治權的唯一競爭者,就是病毒.”

毫無疑問,每一個新病毒的出現,都是在挑戰和考驗人類的既有經驗和認知.

例如,適應溫暖的氣候是病毒高效進化的重要環節,而狡猾的新冠病毒不僅在傳播和病理學表現上彰顯了堪稱"高智商”的一面,而且在瞅準"全球氣候變暖”這一大趨勢上,似乎也"拿”得很穩.

在新冠肺炎爆發早期,不少人猜測它也會像SARS一樣,隨著天氣轉暖、氣溫與溼度升高,出現傳染力下降的頹勢,疫情也能由此"偃旗息鼓”.而現實是,自進入4月,新冠肺炎疫情開始在乾燥炎熱的非洲蔓延,根據世衛組織4月9日的最新預判,非洲數國或將在未來幾周迎來疫情高峰.

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▲肯尼亞首都內羅畢附近,一名"摩的”司機戴著自制的口罩.4月10日,世衛組織總幹事譚德塞表示,非洲國家疫情發展迅速,並出現大量衛生工作者感染.圖據美聯社

因此,許多專家發出了警告:人類一定不是幸運的.防疫的基礎仍然取決於主動控制感染源並積極開發特殊藥物和疫苗.

不可否認,病毒是自然創造的冷血殺手.人類歷史上最大的浩劫,不是生靈塗炭的世界大戰,不是慘絕人寰的種族屠殺,而是不分國界、種族、性別與年齡的瘟疫.但另一方面,它也像高懸人類頭頂的達摩克里斯之劍,時刻提醒狂飆突進中的我們,敬畏規則,敬畏自然.

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▲在生命體漫長的進化過程中,病毒始終與生命體如影隨形.圖據《Discover》雜誌

作為存在了幾十億年的地球"元老”,病毒一直伴隨著人類演化,並深刻影響著人類生活的方方面面——重塑人口結構、影響全球經濟、推動科研與醫療發展,甚至悄然改變人們的文化和飲食習慣.可以肯定的是,在極其漫長的歷史過程中,這是並且將是人類不斷適應和不斷適應的強大力量

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《環球時報》,新華社,《參考新聞》,《中國公共衛生》,《生物谷》,《慧普》,《自然》,《廣達》,《時代》等綜合報道

編輯李彬彬

(紅星新聞V6.8已在線,歡迎下載)

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