|
首先和大家说一声新年快乐！ 相信大家都挂念着奋斗在一线的医疗工作者们，阿咩也一样，这几日一直在刷着各种信息，在这里对各位勇敢的白衣天使们说一声，谢谢！您辛苦了❤！ 但不知道大家有没有察觉到，一种恐慌的情绪逐渐蔓延，随着确诊病例的数字不断增加，人们也越来越恐惧。首先，我认为对待此次的流行病，必须要保持高度重视与敬畏。但是从科学的角度来说，也许此次流行病没有我们想象中的那样可怕，这也是阿咩今天写下这篇文章的原因。 我们要重视、关注、但是也要保持冷静、理性与科学的态度，希望这篇有关病毒的科普能够带给大家有用的知识。
你知道吗？ ✨病毒的传播速度与致死能力不可兼得
✨怎样理性看待此次的新型冠状病毒
✨人们是否过于恐慌了呢？ 看完这篇（本）科普，你会知道答案📚 作者简介：内森·沃尔夫，哈佛大学免疫学和传染病学博士，现任斯坦福大学人类生物学专业客座教授。全球知名的独立研究机构Global Viral创始人和CEO，该组织致力于流行病的早期检测和控制。TED演讲人，曾获得美国国家卫生研究院主任先驱奖，被评为世界经济论坛“全球青年领袖”，入选美国《国家地理》“十大新兴探险家”、《时代周刊》“全球最具影响力100人”。（From 豆瓣图书） 上期的分享介绍了流感病毒与HPV病毒等的发现过程以及各自特点，也阐述了病毒对生态系统及生命演化过程中的重要作用，具体内容参考名著细读第二期：《病毒星球》。 本期着重介绍病毒的传染特点与传播方式，了解流行病的发生发展，帮助大家理智地看待近期的新型冠状病毒肺炎流行病。 ✨“病毒”的组成结构十分简单，包括遗传物质RNA或DNA，以及保护遗传信息的蛋白质外壳，这样简单的结构使得病毒以感染宿主的方式存活，但相对的，其扩增与传播的速度十分迅速。 病毒依赖于一种“锁匙”系统（lock-and-key system）的方式感染宿主。病毒的蛋白质外壳的某些特殊结构可以与受体细胞表面的特殊结构（实际上叫“受体”）相匹配，好像锁配钥匙一样，一旦“病毒钥匙”找到了与之相配的“锁”，进入细胞的大门将会就此打开，病毒长驱直入，掠夺细胞的资源用于自身的生长繁殖。病毒体积非常小，如果细菌是一个足球大小，那么人的体积就相当于一个足球场，而病毒则是细菌足球上的一个小花纹。
得益于它的简单结构，病毒具有极其丰富的多样性与变异速度。为了完成自己的生命周期，病毒需要感染细胞生物，但它并不一定是个“坏蛋”，在前一本书中我们介绍过病毒对于生命演化以及地球生态的重要性（见名著细读第二期：《病毒星球》）。实际上，那些能够引发大流行的致病性病毒只是浩瀚的病毒海洋中的一小部分，但这些病毒却可以导致恐怖的灾难。引发1918年大流感的病毒直径不到100纳米，仅有寥寥可数的11个基因，但造成的死亡人数约为5000万人，相当于当时全球人口的3%，超过了20世纪所有战争中被认定死亡的士兵总数。具有极高致病性与致命率的病毒吸引着所有人的目光，尽管死亡人数众多，但人们对1918年大流感的病例病死率的估计是最多20%。相比之下，自然界实际上存在着绝对病死率（即病死率100%，感染便死亡）的病毒，例如狂犬病毒，除非与可能携带狂犬病毒的动物接触，不然人们并不会得到传染，更不会发生大规模的流行病。因此，这说明一个问题： 一个能制造灾难的病毒，必须既拥有杀伤力，又具备传播能力。 ✨病毒是具有传播策略的，和所有生物一样，病毒同样面临着竞争与危险，也有着繁殖的本能。一方面，如果病毒向外传播，便有被动物免疫系统杀灭的风险，另一方面，病毒保持休眠状态，则丧失传递遗传物质的机会。 因此，只有具有良好传播策略的病毒能够在自然选择的过程中延续它的遗传信息。这种传播策略体现在：1. 病毒对外传播的方式。2. 致死力与传播能力的调和。3. 基因的高突变率以适应自然选择。 病毒可能是依据环境变化进行判断，选择合适的时机进行扩散，例如单纯性疱疹病毒一般位于人体神经细胞中，当宿主产生压力或怀孕时会激起活动性感染。除此之外，病毒可引发某种临床症状，促进其传播，例如通过咳嗽或者打喷嚏，经由呼吸向外传播；通过腹泻经由某地水源传播；通过使皮肤生疮，经由人与人的皮肤接触而传播。有的“善良”病毒不会令宿主死亡，和平地完成自己的传播任务，例如人乳头状瘤病毒（Human papillomavirus，HPV），能感染50%性生活活跃的成年人。当前地球10%的人群感染HPV，患病人数高达6.5亿，但除少数引发宫颈癌的HPV病毒株外，多数病人不会死亡。而有些病毒却是令人不寒而栗的“杀手”，例如可怕的天花病毒会让宿主在几天或几周内送命，但在宿主死亡之前，病毒通过临床症状传播给广大的潜在新宿主，人类的不幸死亡，却是病毒“转车”的机会。值得注意的是，病毒的致死力与传播能力不可兼得，我们的大自然不允许存在高致死力同时又疾速传播的病毒。原因在于，病毒的传播与感染过程是为了完成自己的生命周期以及传递遗传物质，迅速造成宿主死亡的病毒往往传播受阻，真正能够引发灾难的流行病毒，必须在致死率和传播率之间取得平衡，使得感染者在死亡前能够尽可能地成功传染给其他人，这实际上往往是鱼与熊掌不能兼得。如果某种幸运的病毒没有被人体免疫系统杀灭，并迅速造成宿主死亡，这常常导致没有足够的机会进行广泛传播，无论是导致个体死亡还是族群死亡，都很容易造成病毒绝迹，这类病毒便会被自然所淘汰。病毒简单的结构也为其广泛传播提供便利，它的极简风简直令人赞叹，如埃博拉或HIV病毒只需要1万组碱基对（也就是基因信息片段）就能存活，与此相比，人类的基因组约有30亿组碱基对，这是个夸张的对比。病毒之所以能够利用如此少的基因发挥功能，正是由于其高效的重叠读框现象（overlapping reading frames）对遗传信息进行翻译，生成蛋白质。有重叠读框能力的病毒，可以利用相同的碱基序列编码出3种不同的蛋白质，这使得病毒具有不可思议的基因组效率，用以繁殖生存。除此之外，病毒最极高的突变率也帮助其存活与传播，在上一期的文章中我们提到过病毒极高的突变速率，而大自然则会对突变的病毒进行选择，保留那些更加容易传播并能够在动物体内稳定下的病毒。病毒的基因重配会使得病毒突变速度加快，当两种病毒同时感染一个细胞，就会有概率发生遗传信息的交换，子代病毒中可能含有两种病毒的基因，这使得病毒能够以迅速而激烈的方式创造新的病毒，而新产生的子代病毒拥有新的结构，能够帮助它们存活与传播。但不要过度惊慌，尽管病毒的突变速率很高，但是这种突变也具有一定的上限阈值，超过这个阈值的突变极有可能造成病毒关键机能的损伤，从而令新产生的病毒系统崩溃。 当我们的祖先开始猎杀动物时，他们将自己置于一张巨大的微生物网络的中心：无论是蝙蝠大脑中的一个病毒，啮齿类动物肝脏内的一条寄生虫，还是灵长类动物皮肤上的一个细菌，这些不同物种的微生物世界，突然在共同祖先身上交会了，使它们（最终是我们）携带的微生物种类发生了变化。 狩猎行为不是人类的专属，与人类亲缘关系最近的黑猩猩和波诺波黑猩猩同样具有狩猎行为。黑猩猩能够有策略地猎捕森林里的羚羊和其他猿类，甚至可以使用树枝等工具戳死树洞里的猎物，这大大提高了猎捕的效率，一些高效的黑猩猩族群一年甚至可以猎捕1吨的红疣猴。同样，近年来科学家对波诺波黑猩猩的行为研究表明，波诺波黑猩猩同样具有猎捕行为，其猎捕量并不低于黑猩猩。这表明在人类、黑猩猩和波诺波黑猩猩在距今800万年前的共同祖先，就已经开始了狩猎行为。狩猎为病毒传播提供了充足条件，这与动物争斗、撕咬行为并不相同，动物在享用猎物时，病毒通过血液、唾液和粪便溅到身体的开孔处（眼睛、鼻子、嘴巴以及身上所有疮口或者伤口），这加强了病毒在动物间的流通。当然，我们将目光放至整个生态系统，不可否认的是，食物链加速了病毒的传播。而在食物链中高级别的动物与低级别动物相比，体内一般具有更丰富的微生物多样性，可以将这一过程视为微生物放大作用（microbial magnification）。事实上，人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus，HIV）便来自于黑猩猩的捕猎。近年来，科学家一致认为人类的HIV病毒源自黑猩猩群体的猴免疫缺陷病毒（Simian Immunodeficiency virus， SIV），而2003年的研究表明，黑猩猩体内具有的SIV病毒实际上是一种镶嵌体病毒，正是由红顶白眉猴和大白鼻长尾猴自然感染的两类SIV病毒株的基因片段重组而成。由于黑猩猩的SIV存在重组现象，这表明病毒并不是源于黑猩猩祖先，当人们对黑猩猩的行为进行研究时发现，红顶白眉猴和大白鼻长尾猴正是黑猩猩的猎捕对象，因此极有可能是由于黑猩猩的狩猎行为，使得某一时刻的黑猩猩兼具长尾猴病毒和白眉猴病毒，从而产生了全新的镶嵌体变异病毒。狩猎行为并不是病毒在物种间传播的唯一途径，动物固定的觅食行为依旧会导致病毒传播，但是狩猎和宰杀则仿佛修建了一条高速公路，从根本上改变了狩猎者接触病毒的方式，加速了病毒重组变异的概率与传播的速度。某一种群的数量规模与该种群携带的病毒或微生物数量息息相关。由于传染源需要进行传播，如果种群规模小，不利于其传播，因此低种群密度会对传染源的传播产生阻碍。
科学术语将种群规模的大量减少称为种群瓶颈（population bottlenecks）。当出现种群瓶颈现象时，物种会失去病毒及微生物的多样性。急性感染型病毒（例如天花病毒）对宿主的感染依赖于庞大的宿主规模，否则在数量较小的规模群体内，病毒对个体传染后要么造成宿主群体死亡，要么宿主产生免疫力，无论哪种结果，病毒最终都会灭绝。慢性感染型病毒（如人类免疫缺陷病毒和丙肝病毒）不会在宿主体内形成免疫力，且感染周期更长，但这类病毒在严重的种群瓶颈时期也面临非常高的灭绝几率。尽管当今世界具有超过60亿的人口数量，但在遥远的原始社会，人类祖先的人口数量非常低，挣扎在绝种的边缘。在这段人口锐减时期，人类所携带的病毒多样性降低，甚至可能某些在人类身上存在了几百万年的病毒就此消失。人口锐减造成了人类携带的病毒种类减少，火的使用也减少了人们由于狩猎活动感染新型病毒的概率。除此之外，人类从雨林迁徙至生物多样性较少的平原，也减少了可解除的病毒种类，外加一系列复杂的原因，最终导致人类群体携带的病毒多样性减少，虽然听起来是个好事，但实际上却是一把双刃剑。尽管人类在进化的过程中所携带的病毒多样性减少，但其他动物却并非如此，它们携带的病毒种类和变异水平远远高于人类。而且实际上，亲缘关系越近的动物，其免疫系统、生理机能以及行为越相似，这使得病毒更容易在亲缘相近的物种间传播。正因如此，蝙蝠作为哺乳动物，与蛇相比，更容易传播给人类病毒。2007年《自然》发表的一篇论文中表明，容易追踪到动物源头的人类疾病几乎全部来自脊椎动物中的哺乳动物，包括灵长类动物、蝙蝠和啮齿类动物。灵长类动物虽然只占到脊椎动物物种的0.5%，但人类近20%的主要传染性疾病都是由其传播的，而相比之下，非脊椎动物对人类传播的疾病几乎为0。因此，从人类谱系进化的视角来看，人类随着进化可携带的病毒数量减少，使得人类对于抵御传染性疾病的免疫功能减弱，一些保护性的疾病防御策略丧失，使得人类更容易受到近亲动物所携带的病毒侵害，而随着人口数量不断增加，一些亲缘关系较近的哺乳动物所携带的病毒会重新感染人类，人类却毫无招架之力。也正是由于这些原因，“野味”给人类带来的潜在风险非常高，这些“野味”的“野”，意味着它们的病毒多样性和变异程度更高，造成疾病的风险也更高。✨除“野味”之外，驯养的畜禽动物也对病毒的传播意义重大。尽管人类所携带的病毒种类单薄，但在5000~10000年前人类祖先对野生动物的驯养活动达到高峰时，我们从家畜处进行了病毒交换，并使得人类与家畜间的病毒交流达到某种平衡。 但家畜与其他野生动物的接触，使得源源不断的新感染源传递到人类社会，这里，家畜的作用仿佛是一座桥梁。 尼帕病毒（Nipah virus）最早在马来西亚的一个村庄里被检测出来，因此以该村庄的名字命名。它的杀伤力很强。1999年在马来西亚和新加坡共出现257个传染病例，其中100人死亡，病死率相当高。幸存者中超过一半的人留下了严重的脑损伤后遗症。 这种病毒最开始入侵的是一家马来西亚的农场，人们在农场的猪中发现了这种病毒，经过细致的研究后，科学家发现，尼帕病毒是经由一种学名叫做狐蝠的大蝙蝠传染给猪的，这些狐蝠在享用树上芒果时将尿液传播到芒果上，而被咬过的芒果又被饲喂给了猪，于是病毒迅速在猪圈中传播，最后传染给了养猪者。 驯养动物对人类有三重影响，1. 人类与家畜的亲密接触使双方能够进行病毒交换。2. 家畜能够建立起一座人类与野生动物病毒交流的桥梁。3. 驯养活动使得人类形成大规模的固定社区，能够让病毒在一代代人类间传递。 如果一种新的感染源可以使所有大陆上都有个体被感染到，那我们就可以把流行病病原的“殊荣”颁发给它。” ✨病毒从自然界传播至人类社会只是病毒迈出的第一步，但如果想成为“流行病“还是远远不够的。传播途径对于病毒来说是很大的挑战，人传人的速度是远远不够的，这时，感染者的活动范围成为病毒传播的关键因素。早在1959年，艾滋病毒就已经成为某一地区的流行病，甚至早在1900年就已经感染了人类，但直到20世纪80年代才成为全球的流行病。正是由于全球交通运输行业的飞速发展，使得感染者的活动范围大大增加。 不得不承认，近几百年内，人类构建了一个全球化的互联世界，在这个世界里，人们的靴子可能今天踩在澳大利亚的泥地里，明天就踏入了亚马孙河。这种世界性大流动给病毒提供了一个大显身手的全球性舞台，随着全球化发展，地球村迈入了流行病时代。交通运输方式的每一次发展，在加紧人们联系的同时，也加速了病毒的传播。在欧洲殖民时期，船只将天花病毒带去殖民地，杀死了住在阿兹特克、玛雅和印加文明区多达90%的居民。飞机以一种即时运送的方式将人们连接起来，这种即时性意味着，即使潜伏期很短的微生物也能得到有效扩散，在此之前，潜伏期很短的病毒如果爆发在船只上，病毒短时间内只会在船只上进行交叉传播。全球化意味着扩大了动物病毒的传播，将原本散落在各地并处于静止状态的感染源混合在一起，真正将人类带入了流行病时代。
此外，近400年来医学技术飞速发展，为病毒传播提供了新的方式。输液、移植和注射虽然是维持人类健康的一些最关键的技术手段，但也从根本上促进了流行病的传播。每年，世界要采集约8000万单位的血量，输血会挽救人类的生命，但也会传播HIV病毒和其他逆转录病毒、乙肝与丙肝病毒，20世纪80年代，一些募集血液制品的血友病患者便被感染了HIV病毒，很多人因此去世。虽然如今血库会对常见病毒进行筛查，避免人类在输血过程中传染病毒，但只能筛查已知的病毒，还存在着未知的病原物质。
器官移植涉及血液和人体组织的移动，因此同样存在病毒传播的风险，例如，狂犬病毒便可通过眼角膜移植进行传播。
文身、注射时，消毒不当的针头如同输血一般，为病毒四处传播提供了一条路径，研究人员发现，艾滋病毒全球性传播的时间段与大规模推广廉价注射器的时间相吻合，20世纪60年代，注射器从玻璃、金属的材质更换成一次性塑料注射器，在20世纪后期，注射药物和接种疫苗的活动逐渐增多，一些注射活动中，使用同一个未经消毒的针头给人群接种疫苗，为流行病爆发提供机会。有效的流行病防控体系，应该专注于研究不明流行病，而不是只盯着任何已爆发过的具体流行病。 当前的流行病预防学（science of pandemic prevention）主要有三个目标： 1. 尽早识别地方性流行病（epidemics）。 2. 评估地方性流行病演变成全球性流行病（pandemics）的概率。 3. 在致命的地方性流行病演变成全球性流行病之前遏制它们。
人类的科技已经得到飞速的进步，高通量测序等技术可以帮助我们快速识别传染源，在一场疫病来袭时，也能迅速分离病毒并检测。科学家们通过一系列科学的方法去评估病毒的传播途径并追踪它们的进化方向。 当前的大数据时代，科技帮助我们更好地预测流行病的发生发展。2010年秋季，海地爆发的霍乱疫情中就使用过疫情侦查系统，利用患者提供的信息描绘出疫情扩散的实时画面。医疗网络的发展，使得异常的疾病现象能够快速、敏锐地被侦查出来。 1. 接种最新的疫苗；
2. 乘坐地铁和飞机后要洗手； 3. 与人握手后尽快洗手； 4. 尽量不用手碰鼻子和嘴； 5. 尽可能保证饮食卫生（不吃野味！）； 6. 减少不安全性行为的风险。 我们判断某一流行病的风险程度，首先需要参考该病毒的传播力与致命性。病死率高但传播能力较弱的病毒，比起病死率不高但传播迅速的病毒来说，后者更需得到重视，埃博拉病毒虽然恐怖，但是并非时常带来全球性风险。虽然流行病的发生看似随机并且无法预测，但是随着科技的进步，相信人们能够创造出更好的预测系统，帮助人们规避和控制流行病的发生。🐑：新型冠状病毒肺炎流行病的传播速度极快，这在某种程度上意味着它的致死率并不高，因此对于网络上种种谣传，相信大家读过本文后能够自行甄别，不要过于恐慌。从科学的角度来看，野味中的确容易存在人类免疫系统无法抵御的病毒，不吃野味，为自己负责，也为社会负责。
同时，我们也需要对此次疫情保持极高的重视程度，如果人人都使用科学的方法预防病毒传染，可以有效阻遏疫情扩散，减少感染人数，并且也可以更快地控制疫情，因此，做好自己，就是对社会最大的帮助。
|
