鑽石舞台

病毒，是全人類繼續統治地球面臨最大的威脅

▲李 健博士 亞馬遜雲科技（AWS）大中華區首席醫療行業總監

我有很多觀點來源於知名的微生物學家英國愛丁堡大學的副校長Dorothy Crawford《看不見的敵人》這本書，當然也結合了我個人的觀察和我過去的一些理解。

最近有一部叫做《不要抬頭》的電影，它嘲諷了美國主流社會經常忽視一些重大的危機現狀。那麼人類面對彗星撞擊地球、全球變暖，面對新冠病毒，面對空氣污染，甚至面對外星人入侵等類似的危機話題。威脅最大的是哪一個？

幾十年前，諾貝爾獎獲得者生物學家喬舒亞·萊德伯格曾直接點出對全人類繼續統治地球面臨的最大威脅就是病毒。最早的哺乳動物病毒在2.2億年以前就已經出現了，是皰疹病毒，我們吃的軟體動物比如生蚝等也攜帶有皰疹病毒。病毒和人類物種一直在進化，互相依存和適應。

在過去數十年間，隨着公共衛生醫療事業的發展，某些病毒的大流行不是越來越被控制，反而是它們帶來的威脅越來越顯著在增加。比如埃博拉病毒的致死率高達百分之幾十，艾滋病病毒難題一直沒有被攻破，還有引起拉沙熱的拉沙病毒、引起流行性出血熱的漢坦病毒，以及目前一直困擾全球的新冠病毒等。

人類對病毒的認識

人類對病毒的認識進展是非常緩慢的, 甚至很長時間裡，人類對病毒的認識都是片面的、錯誤的。從「醫學之父」希波克拉底那個時代到19世紀初，兩千年來人類根本不知道病毒的存在，曾以「瘴氣」將之表達，後來才慢慢發現瘴氣形成的背後與病毒密切相關。

19世紀中葉到20世紀初，人類對病毒的研究有了一個較大的進步，法國科學家皮埃爾·魯發現了病毒的一種特性，即有濾過性，科學家能夠用很小的孔徑把其他的微生物都過濾掉，唯獨病毒無法過濾，因而濾過以後的濾液仍會感染動物。但皮埃爾先生仍然認為病毒只是一種存在濾過性物理特性的細菌，是一種濾過性的微生物。可以說，當時人們對病毒和細菌 「傻傻分不清楚」。

一直到上個世紀中葉，隨着電鏡技術的發展，也包括DNA雙螺旋結構理論的提出，人們對病毒的認識才有了真正的突破。病毒的本質就是蛋白質加核酸，外面有一層蛋白質組成的衣殼，裡面的核酸可以是RNA也可以是DNA，非常簡單的組裝，但是延續了這麼多億年的進化。

病毒是生命嗎？其實在正統的學術界這仍然是一個沒有被回答的問題，是一個灰色地帶，病毒可以認為是一個生命也可以認為不是。因為生物學上對生命的定義是能夠自主繁殖、自主生存，但是病毒明顯不是，病毒最大的特點就是需要宿主，即需要依靠宿主細胞才能生存繁殖下去，所以病毒可以認為是一種特殊的生命形式。

病毒與宿主相愛相殺幾億年，這種情況還會繼續延續下去嗎？這是毫無疑問的，病毒與宿主細胞之間是一場永無休止的戰爭。如何與病毒共存可能是我們這一代和接下來無數代所需要面臨的問題。HIV病毒、乙型肝炎病毒、乳頭瘤病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒等都是一些與人類密切相關的病毒。

病毒有多可怕？它聰明到有若干種方式感染人類，比如通過血液傳播、母嬰傳播、蟲媒傳播，以及空氣傳播等等，新冠病毒就是通過空氣傳播。所以說只要我們有呼吸、有血流、有後代就有可能感染任何形式的病毒。

病毒這麼輕巧、簡單又非常聰明的東西，它進入宿主細胞進行複製的方式也相對保守。病毒進入任何宿主細胞的機制大體都是類似的，如圖1所示，首先病毒結合細胞膜受體吸附於宿主細胞表面，再以細胞內吞等方式侵入細胞內，然後病毒脫去外層衣殼，利用宿主的「細胞工廠」幫其生產核酸、蛋白質，並大量的組裝病毒，最後被感染的細胞崩解，釋放出病毒顆粒。幾乎所有的病毒都是以這樣的方式來完成「巧妙」的侵襲。

圖 1 病毒侵入細胞自我複製的基本過程

面對病毒的侵襲，人體並不是束手就擒，而是有一套非常強大的免疫系統在適應，它們一直在與病毒作戰，並一起進化。如圖2所示，它展示了人體抵抗病毒的主要免疫機制，簡單說涉及兩種細胞，一種是T細胞，一種是B細胞。圖中間有一個細胞叫「輔助T細胞」，它是核心，是免疫系統的「司令官」，人體通過它來調動其他的免疫細胞抵抗病毒。

圖 2人體抵抗病毒的主要免疫機制

輔助T細胞調動B細胞，B細胞就是我們熟知的產生抗體的細胞。產生抗體其實並不是抵抗病毒的全部，因為我們發現已經有很多新冠病人感染病毒後痊癒，但是體內的抗體水平很低，這是因為輔助T細胞還可以激活「毒殺T細胞」，或者叫「殺手T細胞」，這種細胞可以幹掉病人體內那些已經被感染的細胞。所以說我們人體的免疫機制也是非常聰明的，通過這樣的方式建立強大的整合免疫系統。

我們與病毒纏鬥的過往

前面介紹了一下病毒相關的背景，希望讓大家可以認識到，病毒是一個多麼簡單又多麼複雜的對手。下面講講我們與病毒纏鬥的過往，之所以用「纏鬥」這個詞，是因為這個詞代表雙方永遠沒有勝負，會一直斗下去。我們來分享幾個歷史上人類與病毒纏鬥的故事。

第一個故事是：差點讓美國「亡國」的黃熱病。

1793年美國費城爆發黃熱病，僅僅四個月死亡人數就超過4千人，是當地人口的1/10。這一恐怖疾病前後折磨了美國兩個多世紀。一直到1900年，美國陸軍成立黃熱病委員會，才最終確認罪魁禍首是蚊子傳播的病毒：黃熱病病毒通過蚊子，在猴-猴（叢林）、猴-人、人-人（城市）之間傳播。1937年相關疫苗開發成功，最終阻止了當時疫情的爆發。

黃熱病病毒難以發現是因為傳播方式不同於以往，和美國科學家當時認識到的情況不同。當時出現黃熱病病毒感染的一個典型場景是，即使把這些感染病人關在碼頭或在海邊隔離，但是病情依然會在整個城市蔓延，就是因為蚊子會不受限制的把被感染病人身上的病毒帶到城市其他地方繼續傳播。

這給我們的啟示是什麼呢？雖然黃熱病和登革熱病毒主要是在熱帶傳播，但在城市化、全球化和全球變暖趨勢下，病毒傳播的緯度和範圍是可以逐漸擴充的，我們應該警惕黃熱病和登革熱病毒的全球性蔓延，尤其是中國幅員遼闊，難免會有合適的傳播條件，而且從國外回來的人也可能會將病毒帶回國。

黃熱病病毒最容易聚堆的地方就是廢棄輪胎裡面，下雨後會堆積有很多死水，蚊子在裡面大量產卵。這也給我們提示，城市公共衛生尤其要關注城鄉接合部類似的死角，不然黃熱病這樣的病毒流行極會有爆發的可能。

第二個故事是：澳大利亞瘋狂的兔子們。

上個世紀初，澳洲「兔滿為患」（穴兔）達到過上百億隻，面對這種物種入侵，澳洲人束手無策。在1950年，兔粘液瘤病毒(Myxoma virus)被從歐洲引入澳大利亞，當年就殺死了99.8%的兔子。可以說這個病毒效果極好。

這樣看來有時候我們也可以利用病毒來做一些好事，比如控制物種入侵，但7年之後就發生了反轉。澳洲感染兔粘液瘤病毒的兔子就只有四分之一會出現死亡；而到了今天，澳大利亞又出現了「兔滿為患」的情況，據統計依然至少有幾億隻的穴兔存在。為什麼這個病毒沒有消失但不管用了？這涉及一個生物學和病毒學上的概念，即病毒的自然選擇。

在兔粘液瘤病毒施加的近70年的自然選擇壓力下，兔子為了生存，其DNA發生了變異與進化，會選擇有利於生存的DNA突變，讓它們對這種病毒有更強的抵抗力，所以越來越多的兔子有抵抗兔粘液瘤病毒的能力。

但病毒也不是一成不變的，和宿主的變化類似，後來毒性更弱的兔粘液瘤病毒株逐漸占據了主導地位，因為宿主死太快對它的傳播沒有好處。這跟新冠病毒的奧密克戎變異株情況是不是很像？可見新冠病毒同時也在經歷着自己的自然選擇。

這帶給我們的啟示是，在時間的進化軸上，病毒和宿主都會一直發生各種突變，並且彼此相適應，宿主會建立起自然的抵抗力，完成自然選擇。

從短期來看，病毒通常比宿主有優勢，因為它們的繁殖周期短得多。我們人類的繁殖周期遠高於兔子的繁殖周期，也就是說，理論上人類需要長得多的時間才能適應一種新的致命病毒，所以人類不能期望通過所謂「被動群體免疫」來和病毒共存，我們可能來不及經歷完病毒壓力下的自然選擇就會被幹掉一大半，造成大量無辜的犧牲。「被動群體免疫」是不符合科學邏輯的，任何鼓吹「被動群體免疫」，是對人類生命權的藐視。

第三個故事是：歷史上第一次蓄意傳播病毒。

1763年，英國駐北美總司令傑弗里.阿默斯特爵士批准下屬向賓夕法尼亞州皮特堡周圍侵擾歐洲定居者的美洲土著分髮帶有天花病毒的毛毯，以驅趕和毒害本地的印第安人。其實後續類似的惡性事件還有不少，比如日本臭名昭著的731部隊也是罪行累累。

病毒對人類最大的威脅之一，可能就是生物戰中病毒的使用。我們應該要敬畏病毒，防範生物戰，尤其進入20世紀後，人類有了製造大量細菌和病毒的能力。比較好的情況是國際上已經意識到了生物戰的危害，1975年全球《禁止生物武器公約》也已生效，但這並不能完全消除威脅。

第四個故事是：全球流感監控網絡。

在過去的100年間，發生過三次流感大流行：每一次都如海嘯般席捲全球。比如1918的「西班牙大流感」，其並不源自於西班牙，追根溯源最初爆發地是美國。當時全世界有1/3的人口被感染，死亡人數達到了5千萬之多。全球公共衛生手段不斷發展，特別是流感疫苗的注射，最終有效的控制住了流感疫情。

不過流感病毒為了逃避被消滅，會不斷選擇最有效的突變策略傳播下去，所以每次人類開發出新的流感疫苗，流感病毒都存在有突變逃逸的可能性。而當新的病毒毒株出現，原有疫苗就可能變得無效。

1947年，世界衛生組織（WHO）建立了全球流感監測系統，涉及到85個國家的110個實驗室。世界衛生組織基於該系統的數據，對下一個冬季的全球性流感疫苗中應包含的流感病毒毒株給出建議，意義在於給全球流感防控提供有效的防控方式，同時也防範相應的呼吸道疾病。

事實上，新冠病毒Covid-19在美國的第一例社區傳播案例（發生在西雅圖），也是通過該系統在第一時間發現的。由此可見，對流感病毒這一類通過空氣傳播的病毒而言，全球範圍的監測至關重要。

第五個故事是：「小兒麻痹症」將成為歷史。

脊髓灰質炎最早記錄於在古埃及第十八王朝（公元前1580年），直到1955年發明的疫苗對流行性脊髓灰質炎產生了巨大影響，美國的發病率很快下降了90%。

Ⅱ型、Ⅲ型脊灰野病毒先後在2015年、2019年被WHO宣布已在全球範圍內被消滅。脊髓灰質炎暨小兒麻痹症幾乎成為歷史，現在只有少數幾個非洲國家存在極少的Ⅰ型脊灰野病毒。

第六個故事是：病毒誘發人類腫瘤？

不少證據顯示，一些腫瘤的發生與病毒密切相關，人類腫瘤病毒學這一新興學科由此誕生，不斷探索着病毒與腫瘤間的奧秘和防治的辦法。

其中最出名的就是HPV宮頸癌疫苗，它號稱是世界上唯一能預防癌症的疫苗，能長效預防90%的HPV感染，接種宮頸癌疫苗可以降低宮頸癌及其癌前病變的發病率。甚至還有很多男性同胞也會打這個疫苗，因為它能夠防止一些男性相關疾病和腫瘤的發生。

我們學到了什麼？

在與病毒纏鬥的歷史長河中，我們學到了什麼呢？

第一，科學研究的重要性。這些研究包括流行病學、基因組學、創新診療方法、數字化技術等等。比如這次新冠疫情中，如果沒有中國科學家在早期通過基因組學方法把病毒基因序列測出來並分享至全球，如果沒有後續創新診療方法，包括居家篩查、創新疫苗等的出現，就不可能有今天相對受控的全球疫情防控格局。此外，數字化技術幫助我們大幅度降低疫情期間相互傳播的幾率，讓很多人可以居家辦公、居家通訊。

第二，發展公共衛生體系的重要性。醫療和公共衛生其實完全是兩個不同的概念，在古希臘神話裡面，醫療和公共衛生分別由阿波羅的兒子和阿波羅的孫女掌管。由兩個神分管，代表從古希臘開始人們就意識到公共衛生事業與醫療是不一樣的，但兩者又密不可分。醫療是用來治病和診斷的，而公共衛生的主要目的是預防疾病，促進大眾健康。

一個反面的教材是，美國從奧巴馬政府、特朗普政府開始就一直在削減公共衛生事業的預算，並不斷進行裁員，甚至將一些重大公共衛生項目全部砍掉。這就導致了雖然美國的醫療技術非常先進，醫療體系非常健全，但是美國的公共衛生系統簡直成了「一灘爛泥」，在新冠疫情面前不堪一擊。

第三，全球合作共享的必要性，這是以往全球大流行病給我們的教訓與收穫。

第四，敬畏病毒、敬畏進化。人類在自然選擇方面鬥不過病毒，所以就要用更聰明的策略與病毒對抗。「被動群體免疫」是偽命題，把「與病毒共存」理解成「躺着等病毒感染」是最愚蠢的做法。

第五，謹防全球化趨勢下，病毒更加「便捷」的傳播。比如各地疫情的反覆出現，就常是因為大量境外輸入的病例導致。

第六，防範生物武器。依然是老生常談，警鐘長鳴。

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