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为什么人类的药物能杀细菌,却不能灭病毒?病毒有自然天敌吗?

在地球上,任何一个存在生命的角落都会有病毒病毒依赖其它生命生存和繁殖,它们介于生命和非生命之间,简单到只剩下一段遗传物质,外面包裹一个保护的蛋白质外壳。

但是,病毒对地球生命的影响却远超想象,在人类的DNA中,至少有8%来自于古老病毒的残余物,这些病毒可能在某一时刻感染了人类祖先,但最后它们的部分遗传物质融入到人类DNA中。

除了在基因层面“改造”生物之外,它们还会在短期内影响生物的行为。

图注:人类迁徙路线

人类起源于非洲,大约到1.5万年前,人类通过迁徙分布到除南极洲外的所有陆地,但是驱动人类迁徙的因素是什么呢?

我们能想到的可能就是随着人口的增长,为了生存资源而被迫迁徙,其实还有另一种可能――那就是为了逃避传染病,或者说某些时候可能是为了躲避病毒。

其实,人类恐惧和躲避传染病的行为是刻在骨子里的,有些时候我们甚至会害怕那些看起来能够带来疾病的无害事物。

现在,我们建立了城市,把不好的东西都隔离在城市外围,但是我们并没有摆脱病毒,这次新冠肺炎就是最好的例子。

如果说生物都有自己的自然天敌的话,那么那些站在食物链最顶端的生物的天敌很可能就是病毒,当然也包括人类。

1918年,在第一次世界大战期间爆发的西班牙流感,短时间内席卷全球,这是第一次世界性的大流行疾病,也是人类传染病史上最严重的一次。

有统计显示,这次流行病造成的死亡人数可能超过 1 亿,而当时的全球人口也不过17亿。

然而,第一次世界大战直接和间接造成的死亡人数差不多是1600万,远没有病毒造成的伤害大,就从杀伤力上来看,说病毒是人类的天敌并不为过。

我们知道,传染病除了病毒引起的外,它还可以是细菌引起,也可以是真菌,可为什么就只有病毒这么难以控制呢?

为什么很难找到灭病毒的药?

你会发现,我们市面上有许多针对细菌感染的药物,但是却很难找到针对病毒感染的特效药,其实原因就在于病毒确实比细菌这些微生物难以对付。

细菌是独立的生命形式,它们结构与我们的细胞相似,可以在没有宿主生物的情况下独立生存,不过它们也有许多人类没有的特征。

也正因为如此,我们可以根据这些我们没有的特征构建杀菌的药物。

青霉素的结构模型,图源:Mrjohncummin

比如青霉素,它起作用的原因就是因为它会干扰细菌细胞壁的构建,但人体没有任何细胞有细胞壁,所以青霉素可以抑制细菌生长却无法影响人体的细胞。

与细菌不同的是,病毒不能在宿主细胞外独立繁殖(这里可能用“复制”会更合适),它们需要劫持宿主细胞作为生存繁殖的场所。

很明显,就独立生存能力而言,病毒是完全被细菌秒杀的,甚至可以说病毒基本没有独立生存能力。

图注:流感病毒

但它们和宿主细胞的关系,决定了难以单独杀死它们,并保持宿主细胞的存活。

由于许多病毒进入细胞后不会直接杀死细胞,而是进入潜伏期,它们在细胞内部缓慢复制,然后悄悄泄漏并感染其它细胞。

所以,有一些抗病毒药物(抗病毒的药是有的)可以通过干预病毒的复制来控制它们的感染,但不幸的是,大多时候这样做也会抑制宿主细胞的复制过程,换句话说这种药物对被感染者也是有毒的。

事实上,病毒对宿主细胞的依赖程度越高,抗病毒药物就越难以发挥作用。

另外,病毒也不像细菌那样有着简单的分类,不同细菌可以找到许多相似的地方,但是不同的病毒有着难以想象的差异,这意味着很难找到一种可以对付多种病毒的特效药。

病毒是否有天敌?

事实上,用药物对抗细菌只能带来短期利益,细菌的抗药性会持续增强,最终药物会失效,所以现在抗生素的使用一直被批判,许多人担心会创造出超级细菌。

不过,好在现在有一些更合理的解决方案,那就是生物控制,换句话说就是可以用细菌的天敌去控制细菌感染。

现在生物学家找到的可利用的“细菌天敌”就是噬菌体――其实就是能够感染细菌的病毒。

生物通过进化摆脱各种天敌,但确实很难摆脱病毒,从某种意义上来看病毒是所有生物的自然天敌。

有一些病毒可以感染细菌并抑制细菌的繁殖,但对人类却没有任何影响,真是纯天然的“抗菌药”,而且基本不会有什么副作用。

那么,病毒感染是否可以用相似的方式处理呢?

图注:噬菌体

简单的回答就是,病毒也有生物天敌,但是很难用生物控制的方式来处理它们的感染。

虽然很难把病毒称为生命,但就像我们前面说的,它们还是有蛋白质外衣和NDA的,这意味着它们富含磷和氮,对于许多生命而言这就是营养物质。

所以,现在已经发现许多原生单细胞生物会“捕食”病毒,只不过它们捕食的基本是我们前面提到的噬菌体,可能只有这些病毒和原生生物关系密切吧。

但是,基本不可能用原生物来治疗病毒感染,还是那个原因,病毒在我们体内是和宿主细胞密切相关的,而不是裸露在外面的给天敌捕食的。

图注:水痘病毒

不过,有一种病毒也可以感染其它病毒,这些病毒被称为噬病毒体,噬病毒体和我们前面提到的噬菌体是一样的,它们会利用其它病毒进行复制并影响其它病毒的复制。

但是,我们也很难把它们当作抗病毒药,因为这些噬病毒体只会感染巨型病毒,对于那些不是很大的病毒病基本没有发现它们的噬病毒体。

最后

世间万物总是相生相克,虽然病毒把自己“伪装”成连生命都称不上,但依然有生命会捕食它们,只是对于它们的感染,确实难以处理,这是它们和宿主细胞之间的关系决定的。