1918年的西班牙大流感,距今已接近100年了。雖然後來暴發了SARS非典型肺炎(2002)、MERS中東呼吸綜合症(2012),但真正讓“病毒”概念走入尋常百姓視線的,莫過於2019冠狀病毒病。
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儘管病毒很可怕,但是你知道嗎?沒有病毒,搞不好我們也活不下去了……
哥倫布在新大陸發現菸草後,不僅晉身為歐洲人追捧的時尚,還被當作壯陽的藥引,以及用來治療黑死病,更有甚者,連學校每天早晨都會教導孩子集體吸菸。現代人多已意識到香菸的危害,卻鮮少知道菸草與病毒的發現息息相關。
菸草廣受歐洲各階層人士歡迎,成了殖民政府重點發展的商業農作物。正當賺得盆滿缽滿之際,“菸草花葉病”突然襲來,造成了重大的經濟損失。1886年,德國農業化學家把患病的葉子研磨出汁,再滴在健康的菸草葉上,不出所料,菸草葉就發病了。不久之前,“細菌致病學說”業已成為學界的中流砥柱,因此想當然耳地把菸草花葉病,歸咎於細菌。
◢人類發現的第一種病毒?
後來,俄國的植物學家使用可以過濾細菌的“巴斯德-張伯倫過濾器”,進行了檢驗病因的實驗。“巴斯德-張伯倫過濾器”的瓷土孔洞,細小得連病菌都無法通過,可當他把過濾後的汁液,注射在健康的菸草上時,菸草還是一樣發病了。由於他的觀念依然受制於當時的“細菌致病學說”,因此折中地把“細菌毒素”當成了肇因。
然而實驗結果引起了荷蘭微生物學家的質疑——如果致病原因是“細菌毒素”,理應只有被注射過濾液的葉子會染病,而不會造成葉片之間的感染。由此,推斷出致病的很可能是比細菌更小,且又能穿透陶瓷過濾器的活性物質,並以拉丁文給它取了個名稱——Virus。菸草花葉病病毒,成為人類發現的第一種病毒。
◢瞭解病毒歷程,首推《進擊的病毒》
以病毒為主題的書籍,第一本推薦的就是史鈞寫的《進擊的病毒》,文字淺顯易懂。除了上述發現病毒的歷程,對於病毒起源、病毒形態、演化過程,都有詳盡的解說,這是我閱讀他的《瘋狂人類進化史》和《其實你不懂進化論》之後,又一部令人大開眼界,且不失趣味的著作。但這本書的缺點也很明顯——政治洗白的味道很濃,尤其是在序裡大力讚揚中國政府的防疫大業,以及在描述群眾接受天花疫苗態度時,極力高捧母國、貶低歐洲的行徑,實在讓人傻眼。
◢病毒是“寄生”的微生物嗎?
病毒之名本就讓人聽了心中不適,新冠病毒更加深了這樣的既定印象。由於病毒對生物造成的傷害肉眼可見,讓科學家將病毒與其他生物的關係,定義為單方面獲利的“寄生關係”(Parasitism),但這觀念隨著基因領域的深耕而漸漸動搖。其實,人類和病毒的關係遠不如想像那樣疏遠,而且是屬於“共生關係”(Symbiosis)。
RNA病毒具有一些專屬的RNA序列,名為LTRs。科學家不但在人類基因組中發現了這類型序列,而且佔比還不低,竟高達43%!當中包括了HERVs(9%);LINEs(21%),以及SINEs(13%)。相比之下,人類基因組裡負責編碼蛋白質的2萬個基因,卻只佔了區區1.5%而已!據推測,這些嵌合入人類基因組的“病毒殘骸”是百萬年來演化的結果,甚至可以追溯至遠古的海洋脊椎動物。
這些所謂的“病毒殘骸”,對人類究竟有多重要?我們先岔開話題,簡單說說人類生命的形成——當卵子受精後,子宮就會開始構築“胎盤”,以便胚胎著床。“胎盤”將擁有一半父本基因的胚胎,與母親的血液隔開,以防胎兒遭到母親的免疫系統攻擊。此外,“胎盤”也為胎兒提供養分和輸出排洩物。“胎盤”這麼重要,但若非HERVs編碼的“合胞素”,人類“胎盤”根本無法成形,胚胎也就無法在子宮內成長了!
此外,RNA病毒還會改變自己的特性,以適應宿主體內的環境,從而與宿主一起應對自然選擇的挑戰。這在弗蘭克·瑞安的另一本著作——《病毒的進化:從流感到埃博拉病毒》裡有更詳盡的敘述。
◢“粘液瘤病毒”與兔子
1859年,歐洲定居者在澳洲引入了歐洲兔以解決糧食問題,最終兔滿為患。1950年3至11月,澳洲當局企圖使用生物手段——“粘液瘤病毒”來控制兔子的數量,99.8%的兔子都難逃一劫,一些兔子因為基因天生對“粘液瘤病毒”更具抗性,過不久兔子數量就復甦了,之後的7年,病毒致死率降到25%。從此,澳洲倖存下來的歐洲兔變得更能抵抗“粘液瘤病毒”的襲擊,而病毒也喜獲新宿主。
巴西兔是“粘液瘤病毒”的自然宿主,遭受感染的巴西兔幾乎毫無症狀。若與歐洲兔子在自然的情況下遭遇“粘液瘤病毒”,病毒會幫忙巴西兔剷除掉他們的生態對手,讓巴西兔能獨享更豐富的資源。不僅如此,寄宿的病毒也會幫忙宿主抵抗其它病毒的侵襲。1910年,俄國生物學家宣導的“共生關係是推進演化的力量”的“共生體學說”(symbiogenesis)在百年後得到了印證。
◢我們和病毒共享空間
人類並非地球主宰,除了動植物,我們也和微生物(特別是病毒)共享同一空間,這就是《病毒星球》帶出的主題。有個研究生看過海洋細菌釋放大量病毒的照片後,決定從各海洋區域收集海水樣本,以查證海洋是否居住了很多病毒。計算結果拋下了震撼彈,每升海水中竟含有高達1000億個病毒顆粒!
1917年發現的“噬菌體”(bacteriophage)是病毒家族中龐大的種群,也是維持地球生態平衡的重要功臣。海洋病毒每天屠戮無數微生物,日放10億噸的碳元素,繼而沉積成為岩石以達到控制氣溫的效果。作為生態系統的最終得益者,人類即使滅絕,對地球毫無影響;相反地,若病毒滅絕了,地球生態系統會馬上崩潰。
◢潘多拉盒子早已打開
幽秘森林蘊藏了豐富多元的病毒,北極冰川亦然。只是近年過度開墾森林的活動和氣候變遷,釋放了好些此前人類未曾面對的病毒,埃博拉和愛滋病就是前車之鑑。然而,潘多拉盒子早已打開,是福是禍,都已不在我們掌控之中。即使我們少數人捱過了病毒的淬鍊,但那也是哀鴻遍野換來的結果。另外,沉睡於我們基因組裡的HERVs,是否會隨時甦醒亦是個未知數。想到這裡,只能唏噓短嘆。
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