病毒“地球村”(25)|| 新冠新一轮突变,山雨已来?黑云压城?(2)
核心提示
本文从病毒面临的自然选择力、病毒的生活方式角度,与大家一起探讨病毒变异的总体方向和必然性、偶然性。
本文承接《健康界》上一篇小文章内容,上一篇小文章见以下链接:
https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20210125/content-1184108.html
病毒面临的巨大自然选择压力
病毒面临着巨大的“物竞天择、适者生存性”自然选择压力。
第一:病毒在体外干燥的自然环境中是晶体,不具有生命力,或者说病毒在体外生存能力很弱,在低温下可较长时间保留活力,但在自然状态下没有长时间体外生存能力。
——这是病毒面临的第一种“物竞天择、适者生存性”自然选择压力。
第二:大多数正常人或者动物都有比较完善的免疫系统,在不断监视并清除异种蛋白质。
人体或动物的免疫系统时时刻刻在对不适合自己生存的东西(主要是由不正常蛋白质和核酸构成的东西,比如恶性肿瘤细胞、病毒或其它病原微生物)发挥免疫监视作用并通过适度的免疫应答清除掉体内这些坏东西,当然要同时要不停地监视和清除外来的、与人类不和谐的、能致病并可能致死的新冠病毒。
——这是病毒面临的第二种巨大的“物竞天择、适者生存性”自然选择压力。
基于以上巨大的“物竞天择、适者生存性”自然选择,作为遗传物质非常简单的病毒,总是先于宿主细胞进行或者被进行“适者生存性选择”。
病毒的生存方式
在以上两种巨大的“适者生存性”自然选择压力下,病毒形成以下生活方式:
第一:RNA病毒主要是通过不断高频变异来逃避宿主免疫系统的监视和清除。
这方面,季节性流感就是一个典型例子。——季节性流感病毒在不停地通过高频基因突变、抗原漂移(Antigenic Drift)来“乔装打扮”自己,比较夸张一点的比喻是:病毒不停地用类似于“孙悟空的72变”或川剧的“变脸”方式来逃避宿主的免疫监视和清除,结果也可能是使得原有的疫苗作用减弱或消失,所以世界卫生组织(WHO)的专家们在不停地预测、监测流感病毒变异情况,以重新设计来年的疫苗。
流感病毒还能通过基因重组产生抗原转换(Antigenic Shift),这种大幅度的变异是导致流感每隔10多年数十年产生一次灾难性的全球大流行(Pandemic)的原因。
第二:DNA病毒常常和宿主共同生存、进化和消亡。
乙肝病毒是环状双链DNA病毒。
乙肝病毒DNA的表面抗原(HBsAg)基因(S区基因)可逆向整合到肝细胞的DNA中,随肝细胞DNA的复制而不断产生表面抗原,所以人群中有不少乙肝表面抗原阳性的乙肝病毒携带者。
第三:突变后的RNA病毒更趋向于选择新的宿主而不断适应新的环境。
艾滋病病毒、2003年的SARS病毒和这次的新冠病毒,就是进化了的病毒重新选择宿主的典型。
SARS病毒更是选择新宿主典型中的典型:前前后后波及30多个国家和地区、持续半年多的SARS病毒很快地“绝尘而去”,使某些科研机构的重大发现如“xxx药体外抑制SARS病毒”等还没有被派上用场就消失得无影无踪:但SARS病毒并未消失,只是离开了人类,搬迁到了它们认为更舒服的、它们认为“性价比”更好的、更适应它们生存的某小区经济适用房里去住去了,也就是说,跳跃到某种其它生物身上去了——对病毒特别是RNA病毒来说,细胞就是它们赖以生存的“经济适用房”,它们本能地要选择最适合它们的“经济适用房”。
病毒变异的总体方向和必然性
以上病毒的几种生活方式也进一步说明:作为寄生物,病毒变异的总体方向是要和其宿主相适应,这是病毒变异方向总体上的必然性。
——悍匪们的生命力或生存力是不强的,因为太不和谐,他们很快就要被武警、特警或狙击手清除:和平时期,有几个太为非作歹、对许多人安全构成重大威胁的悍匪能够长期生存?
病毒和宿主相处,也是一个道理:致死性太强的病毒,自身生存力和生存空间也不会大,也不会太长久。
病毒变异中的偶然性
但病毒和人相适应这种总体必然性之中,有偶然性。在偶然之中,病毒的毒力变异和抗原性等变异,不一定都是往好的、与宿主和谐共处的方向发展。
比如:流感病毒可通过基因重配产生抗原转换(Antigenic Shift),这种大幅度的变异是导致流感每隔数十年产生一次流感大流行(Pandemic)的原因。
极端的、历史上“西班牙流感”的第二波,是RNA病毒变异后以“联合收割机”方式疯狂收割中青年人性命的典型。
据估计,持续1年多、横扫世界各地的三波“西班牙流感”导致了2,500-4,000万人死亡,是当今人们对新冠产生恐惧的主要证据和基础。
“西班牙流感”后100多年来流感大流行还有3、4次,虽然也是全球范围内的大流行,但导致的死亡和危害比“西班牙流感”要小很多。
需要指出的是:尽管新冠病毒和流感病毒同为RNA病毒,但从遗传物质核酸大小的角度看,新冠病毒是第二大的RNA病毒:病毒的基因组越大,就越稳定;在结构上,流感病毒和新冠病毒的差异很大,新冠病毒总体上要比流感病毒稳定,大幅度突变即抗原转换的可能性远“比节段性”结构的流感病毒小(这个问题稍后与大家一同专门探讨。)。
请等待:
新一轮突变,山雨已来?黑云压城(3)
(病毒变异的方式,病毒变异后的临床结果)
周鹏 ,男,临床医学博士、哲学博士,留美博士后、研究员,京东方(BOE)健康事业服务群心血管疾病专家、京东健康心脏中心特聘专家。
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