病毒与人类究竟是什么关系？

大师好，我是来自中科院上海巴斯德研究所的闻婧，今天我将与大师分享关于病毒的那些事儿，病毒与人类之间是一种什么关系？

首先想问大师一个问题：病毒必然对人类有害吗？

病毒必然对人类有害吗？

病毒是什么？

想要揭开这个问题的谜底，首先得领会一下，什么是病毒？它其实是一种非细胞布局的生命形式，本家儿要由核酸和卵白质外壳构成，其生命活动必需借助于宿本家儿细胞。

什么是病毒？

关于病毒的发源，今朝有三种假说。

第一，自发源理论。这种理论认为病毒先于细胞发生于生命前地球，然后才进化当作了原核细胞与真核细胞。在生命地球，首先是寡聚核苷酸和大分子肽形当作了亚生命单元，之后在进化的过程中，经由过程与脂质分子连系，形当作了细胞的雏形。病毒既具有化学大分子可以结晶的特点，同时又具有生命个别可以滋生发生儿女的特点，可以说刚益处在非生命物质标的目的生命个别进化的一个过渡位置。同时，即使是最简单的一个细胞布局也远远比病毒要复杂良多，病毒又刚好填充了从化学大分子到细胞布局进化的一个空白位置，自发源理论由此应运而生。

第二，细胞源退化理论。这种理论认为，病毒是来自于细胞的一部门，它是细胞基因携带着一些功能卵白从细胞中逃逸出来，从而演化出了病毒。很多生命现象都可以撑持这一理论，好比说细胞中存在着一种质粒，这种质粒具有自立复制的能力，同时又可以在分歧的细胞之间进行穿梭。别的，细胞中还存在着一种跳跃基因，这种基因被称作“转座子”，它可以在自身的位置上离开或者是进行复制，然后再转移到新的基因位点上去。这些生命现象都为基因的逃逸供给了必然的根本，也撑持了细胞源退化理论。

第三，细胞与病毒平行进化理论。这种理论认为，在远古期间，生命是存在有分歧形式的，而生命前体分子自力地标的目的病毒和细胞这两个偏向平行进化。

病毒是如何被发现的？

荷兰微生物学家贝杰林克发现病毒19宿世纪，荷兰微生物学家贝杰林克（Beijerinck）在探讨烟草花叶病的致病因子时，他发现这个因子可以经由过程细菌扩滤器，又可以在生物体内进行增殖，但却不克不及在体外进行增殖，由此把具有这三个特点的致病因子界说为病毒。这也是我们人类汗青上发现的第一个病毒，被称为烟草花叶病毒。随后，越来越多的科学家研究发现，良多疾病都是由病毒传染导致的。

病毒之所以让大师感应惊骇，是因为它具有很是快的进化速度，这也是病毒性疾病难以治疗的一个原因。

病毒具有很是快的进化速度

从病毒自己来讲，其进化本家儿如果经由过程基因突变和基因互换这两种体例进行的。

基因突变是遍及存在于所有生物个别中的一个常见现象。生物个别需要经由过程突变来顺应情况、谋求保存，而病毒的基因组相较于其他的生物个别来说很是简单，导致它复制频率很高，同时它贫乏酶系统（在其他生物个别中，这种酶系统可以帮忙修复基因突变），是以病毒的基因突变频率很是高，这是病毒快速进化的本家儿要原因。

病毒进化的另一个本家儿要原因是，病毒可以经由过程基因片段之间的重组重配完当作遗传信息的互换。好比说，当两种以上的病毒同时传染了一个细胞的时辰，病毒之间就可以发生基因片段的互换。除此之外，病毒也可以和宿本家儿细胞之间进行基因互换。2013年风行的禽流感病毒，其实就是由分歧动物体内的冠状病毒，发生了基因的重配，从而组装当作了新型的冠状病毒H7N9，才导致了流感的爆发。

除了这些内因以外，还有一些外因也会导致病毒的进化，好比说抗病毒药物的利用（它可以或许诱导病毒的突变偏向，导致耐药株呈现）、物理或化学身分的诱变，（好比说紫外线、辐射）等。抗病毒药物的利用、物理或化学身分的诱变也会导致病毒进化。

人类如何应对病毒性疾病

人类应对病毒性疾病，本家儿要以这两个路子为本家儿：抗病毒药物治疗和打针预防疫苗。

抗病毒药物的设计与病毒的生命周期互相关注。病毒的生命周期本家儿要包含五个步调：吸附、注入、合当作、组装和释放。首先病毒要吸附在细胞的概况，然后将本身的基因组注入到细胞内，之后细胞内合当作病毒的基因和病毒的卵白进行组装，从而进化为新病毒，最后再释放出往来来往传染新的宿本家儿细胞。

病毒的生命周期

我们以HIV病毒为例来领会一下抗病毒药物的设计。从图中可以看到，HIV病毒的生命周期是这样的：首先病毒要与细胞膜概况的受体进行连系，然后病毒与细胞膜进行融合，将本身的基因组注入细胞内。因为HIV病毒的基因组是RNA，所以RNA还要颠末逆转录形当作DNA，DNA再入核，之后整合到宿本家儿的基因组中进行转录，合当作病毒的RNA与病毒的卵白，随后再组装当作新的病毒释放出来，去传染新的宿本家儿细胞。

HIV病毒的生命周期与抗病毒药物

那么抗病毒药物的设计也刚好是针对这几个关头的步调，此中包罗受体拮抗剂、融合按捺剂、逆转录酶按捺剂，整合酶按捺剂和卵白酶按捺剂等。今朝艾滋病的治疗本家儿要就是结合三种以上抗病毒药物，这样可以从多个步调同时高效阻断病毒的生命周期，达到抗病毒的结果。

除了抗病毒药物，人类还发现了预防疾病传布的疫苗。疫苗操纵此中的抗原刺激人体免疫系统，使人体发生免疫反映但不会生病，抗原分子刺激机体免疫系统发生高效特异性的免疫庇护物质，当机体再次接触到不异抗原时，免疫系统依循免疫记忆，敏捷制造出庇护物质来阻断病原体的入侵，使机体获得针对病原体特异性的免疫力。

上个宿世纪，爱德华·琴纳（Edward Jenner）在乡下行医时不雅察到得过牛痘的挤奶女工不会传染天花，由此猜想牛痘和天花近似，可是加倍暖和，只会让患者发生轻细病症，但并不致命，而挤奶女工正因为得了牛痘而获得抵当天花的免疫力。为了验证这种猜想，他从传染牛痘的挤奶女工手上的脓疱中掏出脓液，接种在一个八岁男孩的手臂上，随后给男孩接种天花，男孩没有发病，这证实了接种牛痘确实能让人获得对天花的免疫力，由此降生了人类汗青上第一个疫苗——天花疫苗。疫苗让良多疾病当作为曩昔式在1980年5月，宿世卫组织颁布发表人类已经当作功地覆灭了天花，这也是我们人类第一个彻底覆灭的病毒。自此之后，疫苗使良多疾病都当作为了曩昔式，好比：狂犬病、破感冒、麻疹、风行性腮腺炎、脊髓灰质炎……

病毒与人类事实是什么关系？

关于病毒与人类的关系，大师的第一反映就是它会激发人类疾病，这个危险有多多大呢？

若是按照宿本家儿对病毒进行分类，病毒可以分为植物病毒、细菌病毒和动物病毒。事实上只有少部门动物病毒才会传染人，且在人与人之间传布。这点经由过程病毒学家的统计也可以确定，今朝我们已知的在人与人之间进行传布的病毒，大约有70%来自于动物，好比说艾滋病毒，它的自然宿本家儿其实是黑猩猩，而在非洲人与黑猩猩接触的过程中，才使病毒跨越物种进入到人身上；SARS病毒的自然宿本家儿是蝙蝠，蝙蝠传布给了果子狸，人类去捕食果子狸，才导致病毒有机遇传布到人身上。由此可见，若是人类与野活泼物之间连结距离，可以很是有用地阻断病毒的跨物种传布。

病毒会激发流行症

除了引起流行症，病毒其实对人类还有良多帮忙。好比有科学家发现，内源性逆转录病毒在哺乳动物胎盘进化中阐扬了很是主要的感化。人体中大约有8%的基因都来自于远古逆转录病毒的残留。

可能在远古的时辰，病毒首先传染了动物，而这种逆转录病毒，它会将本身的基因组整合在动物的基因组中，动物又操纵这些基因组去合当作了一些有利于本身进化的物质。好比说，科学家发现一种名为“HERV-W”的人类内源性逆转录病毒，它可以或许合当作合胞素。合胞素这种卵白质存在于人类的胎盘里，可以或许使得胚胎粘住母体，而且从母体内部获取营养，是以是哺乳动物进化出胎盘的关头。

除此之外,内源性逆转录病毒还被发此刻机体免疫应答、干细胞分化等心理过程中阐扬主要感化。由此可见，其实病毒不止会导致流行症，对于人类的进化也很是主要。

内源性逆转录病毒别的，科学家们经由过程对病毒的一些革新，将其酿成了可以应用在科学研究以及疾病治疗中的一种手段。好比说噬菌体展示手艺，它可以或许将抗体基因与噬菌体的布局卵白融合表达，使其展示在噬菌体颗粒的概况，经由过程抗原和抗体特异连系特点，就像用鱼钩垂钓一样，把有效的抗体钓出来，筛选可以或许治疗疾病的抗体。