任何理智的人都不能否认,新冠肺炎是人类的伟大悲剧-即使是亚里士多德所定义的古希腊意义上的悲剧,灾难性的结局也取决于主人公的一些自豪的缺陷。这次不是俄狄浦斯或阿伽门农。这次是我们这个自命不凡的主角,自食其果。大流行的范围和破坏反映了厄运,是的,也反映了一个危险的世界,是的,但也反映了人类远见、公共意愿和领导力的灾难性失败。
但是,让我们暂时抛开人类失误的记录,从病毒的角度来考虑整个事件。用进化的冷酷逻辑来衡量:用达尔文的术语来说,到目前为止,SARS-CoV-2的职业生涯是一个巨大的成功故事。
这种现在臭名昭著的冠状病毒曾经是一种不起眼的生物,悄悄地潜伏在它的自然宿主中:一些动物群体,可能是蝙蝠,生活在中国南方的洞穴和残存的森林中。当任何新病毒作为人类感染突然出现时,这样一个活的藏身之处-也被称为储存宿主-的存在在逻辑上是必要的。
为什么?因为所有的东西都来自某个地方,而病毒来自细胞生物,如动物、植物或真菌。(病毒颗粒不是细胞,它只是包在蛋白质胶囊里的一条基因组指令--瓶子里的信息。)。如果病毒栖息在更复杂生物的细胞中,就像一种遗传寄生虫一样,它只能自我复制,像活着一样发挥作用,并持续一段时间。
一般说来,病毒和宿主之间的关系代表了一种古老的进化适应。该病毒保持低调,不会造成麻烦,也不会爆炸性地扩散,作为回报,它会获得长期的安全。它的视野并不宽广:人口相对较少,地理范围有限。
但这种嘉宾-主持人的安排并不是不可动摇的稳定,也不是故事的结束。如果另一种生物与宿主密切接触-通过捕食它,通过捕获它,或者可能只通过共享同一个洞穴-病毒可能会被从它的舒适区推向一个新的情况:一个新的潜在宿主。
突然之间,它就像一群老鼠从船上跳上岸,跳到一个偏远的小岛上。这种病毒可能会在这个新的栖息地茁壮成长,也可能会失败并灭绝。如果它碰巧茁壮成长,如果它碰巧发现新的环境是友好的,那么它可能不仅在第一个新的个体中站稳脚跟,而且在新的人群中站稳脚跟。
它可能会发现自己能够进入新宿主的一些细胞,大量复制,并将自己从那个个体传染给其他个体。这种跳跃被称为主机转换,或者用一个稍微更生动的术语来说,就是溢出。如果溢出导致十几个或二十多个人患病,就会爆发疫情。如果它在全国范围内传播,那就是一种流行病。如果它在世界范围内传播,那就是一场大流行。
再想象一下,在一个以前没有老鼠的岛屿上,有一群老鼠。令他们高兴的是,他们发现岛上居住着几种当地特有的鸟类,它们天真而轻信,习惯于在地上产卵。老鼠吃那些蛋。很快,这个岛就失去了燕鸥、轨道和斑点,但它有大量的老鼠。
随着时间的推移,老鼠还获得了将蜥蜴从岩石和原木中的藏身之处挖出来并吃掉它们的能力。它们在爬树方面的敏捷性提高了,还吃那里鸟巢里的蛋。现在你不妨把这个地方叫做鼠岛。对于老鼠来说,这是一个进化成功的故事。
如果这个偏远的栖息地岛屿是一个新近被来自非人类动物的病毒殖民的人类,我们称之为人畜共患病。由此产生的感染是一种人畜共患病。包括新冠肺炎在内的60%以上的人类传染病都属于这一类已经取得成功的人畜共患病。一些人畜共患病是由细菌(如引起腺鼠疫的杆菌)或其他种类的病原体引起的,但大多数是病毒。
病毒对我们没有恶意。他们没有目的,没有计划。它们遵循与老鼠或任何其他由基因组驱动的生物一样简单的达尔文法则:在数量、地理空间和时间上尽可能扩大自己的范围。他们的原始本能就是按照上帝在“创世纪”1:28中对他新造的人类所吩咐的去做:“结果子,繁衍后代,填满大地,征服它。”
对于一种鲜为人知的病毒来说,栖息在其宿主体内-亚洲或非洲偏远地区的蝙蝠或猴子,或者美国西南部的老鼠-溢出到人类身上提供了遵守的机会。并不是每一种成功的病毒都能“征服”地球,但有些病毒至少能“征服”人类。
艾滋病大流行就是这样发生的。一种现在被称为SIVcpz的黑猩猩病毒可能通过血液接触从一只黑猩猩传染给一名人类,并在人类身上扎根。由比阿特丽斯·H·哈恩(Beatrice H.Hahn)博士领导的两个科学家团队和迈克尔·沃奥贝(Michael Woroby)领导的两个科学家团队开发的分子证据告诉我们,这很可能发生在一个多世纪前,在喀麦隆东南角的中部非洲,这种病毒花了几十年的时间才熟练地实现了人与人之间的传播。
到1960年,这种病毒已经向下游传播到莱奥波德维尔(现在的刚果民主共和国首都金沙萨)等大城市;然后蔓延到美洲,并在20世纪80年代初突然引起人们的注意。现在我们称之为“H.I.V.-1组M”:这是一种大流行毒株,占迄今已知的7100万人感染病例的大部分。
唉,由于栖息地的丧失和人类的捕杀,黑猩猩是一个正在衰落的物种;人类是一个占优势的物种。SIVcpz病毒通过进入我们体内并很好地适应了新的宿主,扭转了自己的进化前景。它从一艘下沉的救生艇上跳到一艘豪华游轮上。
SARS-CoV-2也做了同样的事情,尽管它的成功发生的速度要快得多。它现在已经感染了3000多万人,略低于HIV感染人数的一半,而且是在10个月而不是10年内。它不是地球上最成功的感染人类的病毒-这一区别存在于其他地方,可能与爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein-Barr virus)有关,爱泼斯坦-巴尔病毒是一种非常容易传播的疱疹病毒,可能存在于至少90%的人类体内,在一些人身上会导致症状,在大多数人中会潜伏着。但是SARS-CoV-2病毒有了一个令人振奋的开端。
现在,为了说明的目的,想象一个不同的场景,涉及一个不同的病毒。在卢旺达的山林里,生活着一种小型食虫蝙蝠,被称为希尔马蹄蝠(Rhinolophus Hilli)。这种蝙蝠是真实存在的,但很少有人瞥见,而且被列为极度濒危物种。假设一种冠状病毒,这只蝙蝠是冠状病毒的宿主。将病毒命名为RhRW19(生物学家使用的一种编码缩写),因为它于2019年在卢旺达(RW)的Rhinolophus Hilli(Rh)物种中被检测到(19)。
这种病毒是假设的,但它是可信的,因为冠状病毒在世界各地的许多种马蹄蝠中都有发生。RhRW19濒临灭绝,因为稀有的蝙蝠是它唯一的避难所。救生艇漏得很厉害,几乎被淹没了。
但随后,一位需要化肥的卢旺达农民在一片贫瘠的土地上,走进一个山洞,铲起了一些蝙蝠鸟粪。鸟粪来自希尔的马蹄蝙蝠,含有病毒。在铲土和呼吸的过程中,农民感染了RhRW19。他把它递给他的弟弟,哥哥把它带到一家省级诊所,在那里他是一名护士。该病毒在诊所的员工及其接触者中传播数周,使一些人生病,导致一人死亡,而自然选择提高了它在人类呼吸道细胞内复制并在人与人之间传播的能力。
一名来访的医生被感染,她将病毒带回首都基加利。很快它就到了机场,在那些还没有感觉到症状的人的气道里,他们正在登上飞往金沙萨、多哈和伦敦的航班。现在,您可以给改进后的病毒起一个不同的名字:SARS-CoV-3。这是一个成功的故事,虽然还没有发生,但很容易就会发生。
冠状病毒是一个特别危险的群体。“细胞”杂志最近发表了一篇关于大流行性疾病和新冠肺炎是如何降临到我们身上的论文,作者是一位名叫大卫·M·莫伦斯博士的科学家和另一位合著者。莫伦斯博士是一位多产的作家和敏锐的评论家,担任美国国家过敏和传染病研究所所长安东尼·福奇(Anthony Fuci)博士的高级科学顾问。他这篇论文的合著者是福奇博士。
这篇论文说,除了其他事项外,隐藏在各种哺乳动物身上的冠状病毒“基本上可能预先适应了人类的传染性”。不仅是蝙蝠,还有其他哺乳动物穿山甲、棕榈果子狸、猫、雪貂、水貂,谁知道是什么,它们含有的细胞容易受到冠状病毒感染某些人类细胞的相同病毒钩的影响。存在于这些宿主体内的病毒可以很好地为感染我们做好准备。
已知的与SARS-CoV-2关系最近的一种病毒是七年前在中国云南省一座矿井捕获的蝙蝠中发现的一种病毒,该病毒是由武汉病毒学研究所施正力博士领导的一个团队捕获的。这种病毒的绰号是RaTG13。它与SARS-CoV-2大约96%相似,但这4个百分点的差异代表了数十年的进化分歧,可能是在不同的蝙蝠种群中。换句话说,RaTG13和我们的宿敌病菌不是同一种病毒;他们就像成年后生活在不同城镇的表亲一样。
在这几十年的进化分化中,发生了什么使一种仍未被发现的蝙蝠冠状病毒蔓延到人类的边缘,并使其成为SARS-CoV-2?我们还不知道。中国的科学家将继续寻找这种更接近匹配的病毒。到目前为止,收集到的证据是混合的和不完整的,因为冠状病毒能够实现一种巧妙的进化技巧:重组,这一事实让这一事实变得复杂起来。
这意味着,当两种冠状病毒株感染同一个体动物时,它们可能会互换截面,并以复合体的形式出现,可能(纯粹是偶然的)包含这两种病毒中最具攻击性、适应性最强的部分。SARS-CoV-2可能就是这样一个复合体,它是从已知存在于野外其他病毒中的成分中偶然和自然选择而成,并从其非人类宿主中脱颖而出,具有在某些人类细胞内抓取、进入和复制的可怕能力。
SARS-CoV-2病毒已经在事业上迈出了伟大的一步,从它的宿主蔓延到了人类。它已经实现了达尔文的三个必备条件中的两个:扩大其丰度和扩大其地理范围。只有第三个当务之急仍然是一个挑战:让自己在时间上永垂不朽。
既然它是一种人类病毒,我们会彻底消灭它吗?大概不会吧。我们能不能走出新冠肺炎这场突发事件的阵痛呢?是。
莫伦斯博士最近是另一篇研究冠状病毒如何侵袭我们的论文的合著者。在文章中,他和同事们向1958年33岁的诺贝尔奖得主、著名分子生物学家约书亚·莱德伯格(Joshua Lederberg)致敬。莱德伯格后来写道:“人类和微生物的未来很可能会作为一部悬疑惊悚片的剧集展开,这部悬疑惊悚片可能会被命名为‘我们的智慧与他们的基因’(Our Wits vs.They Genees)。”
莫伦斯博士是对的,莱德伯格博士是对的。病毒可以快速有效地进化。但有时候,我们人类是聪明的。
大卫·夸曼(David Quammen)是一位作家和记者,他的著作包括“溢出:动物感染和下一次人类大流行”。
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