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2020 年 03 月 24 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国

为什么要找到病毒的中间宿主

白志华

  众所周知,病毒无法独立生长和复制,只能在宿主的活细胞内进行自我复制。根据病毒的传播路线,可以把宿主划分为自然宿主、中间宿主和终宿主,这三者都隐含着“大学问”,可是科学家为什么一定要找到中间宿主呢?

  自然宿主与中间宿主

  自然宿主是指除人以外,自然界中为病毒提供营养和复制场所的生物,是病毒天然栖息和繁殖的生存环境(在此仅适用于动物病毒)。

  以蝙蝠为例,号称全世界最危险的十大病毒里,蝙蝠至少是其中6种的自然宿主。然而,蝙蝠却能与这些病毒长期相安无事,成为了高致病性病原的“炼丹炉”。那么,这是否意味着,病毒往往能和自然宿主和平共处呢?实际上,除蝙蝠外,确实存在其他自然宿主与寄生病毒和平共处的情况,它们往往不会表现出明显的临床症状,但这并非普遍现象。

  在宿主体内不断扩增的病毒往往会损害宿主,使其生病甚至死亡。同时,宿主自身免疫系统具有主动产生抵制、中和外来侵袭的能力。如果宿主的抵抗力较强,病原体就难以侵入或侵入后迅速被排除或消灭。

  中间宿主是处于中间阶段的宿主,可以为病毒提供暂时性的营养和保护,中间宿主常常作为媒介,将病毒“运输”到“终点站”,即终宿主。需要指出的是,中间宿主可以包括多个物种。

  以SARS冠状病毒为例,研究表明有10种以上哺乳动物易受该病毒感染,而目前普遍认为果子狸为其传播的主要中间宿主。也有证据表明,存在果子狸以外的动物参与了SARS冠状病毒向人类的传播。

  中间宿主打开入侵的门户

  研究表明,存在于自然宿主体内的祖病毒不能有效利用人类易感细胞受体,无法打开入侵门户,是限制祖病毒向人类直接传播的主要因素。如果一种此前并不能感染人类的病毒想要感染人类,那就一定存在中间宿主使其快速进化。

  以新型冠状病毒的近邻SARS冠状病毒为例,原本蝙蝠携带的SARS样冠状病毒是无法感染人的,但是蝙蝠SARS样冠状病毒和另一种可以感染人类的冠状病毒可能共同感染了中间宿主,在中间宿主的体内,蝙蝠SARS样冠状病毒“偷师”了感染人的技能,它们通过重组获得另一种病毒而感染人类。

  冠状病毒作为一种RNA病毒,其基因组复制所需的RNA复制酶缺乏校正功能,因此复制时的错误率即基因突变率很高,加之不同冠状病毒的RNA与RNA之间的重组率也很高,所以冠状病毒的变异并不是一件难事。因此,寻找新型冠状病毒的中间宿主显得尤为重要。

  正是中间宿主为病毒提供了变异进化和接触人类的机会,只有隔绝了中间宿主,才算真正隔离了传染源。

  虽然关于新型冠状病毒的中间宿主的研究尚未有定论,但可以知道的是,祖病毒在中间宿主体内不断地进行适应性突变或与其他冠状病毒进行基因重组,从而获得了感染人类的能力。感染后的中间宿主再将病毒传给了与之有过密切接触的人员。

  人类与病毒的持久战

  在发现了一种可以感染人的新型人兽共患病原后,防控工作的重中之重无疑是确定这种新型病毒是否具备在人际中传播的能力。

  事实上,当一种动物源性病毒在不断进化获得感染人类的能力后,并非意味着它就一定可以在人群中传播。以H5N1亚型禽流感病毒为例,H5N1从其自然宿主野生水禽传播至家禽,再从家禽传播到极少数人类后并未引起疾病的大流行,这是因为H5N1在人体内未能完成适应性进化。再如2003年的SARS冠状病毒,分子流行病学分析表明,人的SARS冠状病毒分离株可根据疫情暴发的早期、中期和晚期分为3组,早期分离株与动物分离株的关系更密切。也就是说,病毒进入人体后仍会不断发生变异以更好地适应人体环境,最终获得在人群中广泛传播的能力,至此病毒才算完成了它的终极“使命”。

  从深不见底的地下洞穴,到人迹罕至的撒哈拉沙漠,再到南极冰盖下1.6千米的深藏湖水——新发现的病毒无处不在,数量之庞大注定人类与病毒之间的抗衡将是一场持久战。

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