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《病毒星球》：病毒的双面性：疾病、死亡与生命、未来的交织
铛铛铃2025-09-20【科普】357人已围观
简介
今天要为你解读的书是《病毒星球》。
我们的地球是一颗名副其实的病毒星球。从陆地到海洋，病毒在我们的身边无处不在，无时无刻不在影响着我们的健康。比如光是在我们的肺里，就平均驻扎了174种病毒，其中90%我们都很陌生。而病毒除了会让人患上可怕的疾病，还能帮人治病，甚至我们呼吸到的氧气，也与病毒有着密不可分的联系。今天的这本《病毒星球》，就会向你讲述病毒和人类那些难舍难分的故事。
本书作者卡尔·齐默是美国知名科普作家，在耶鲁大学教授科学和环境写作。他加入了美国国家卫生研究院组织的“病毒星球计划”，这个计划旨在向大众科普病毒知识，本书正是该计划的成果之一。它既解析了病毒是如何传播和导致疾病的，也告诉我们人类离不开病毒。《华盛顿邮报》评价本书说：“在这本100多页的书里，卡尔·齐默揭开生命日常的面纱，重塑我们对病毒最本质的认知。”
下面我将会通过三个部分带你去了解病毒：第一，病毒是什么，它是如何让人生病的；第二，病毒如何在不同的物种之间传播；第三，我们为什么离不开病毒。
首先第一部分，我们来认识一下病毒是什么，它是如何让人生病的。病毒虽然一直与人类如影随形，但病毒学却是一门年轻的学科。直到1892年，人们才发现了病毒。当时，荷兰的烟草农场遭到了一种疾病的洗劫，收成全无。人们怀疑是一种细菌在作怪，可是从得病的烟草汁液里提取出的细菌，却不能让健康的烟草患病。人们猜想，会不会是什么比细菌还要小的东西让烟草患病的呢？于是，人们把汁液中的细胞和细菌都过滤掉，把剩下的液体注射到健康的烟草内，这下烟草得病了。这种致病因子就是第一种被人类发现的病毒，名叫烟草花叶病毒。它不仅微小，而且还极其坚韧，即使把含有病毒的液体加热到沸腾，病毒仍然毫发无伤。把滤纸泡在含有病毒的液体里，等滤纸彻底干燥后，过三个月再把它浸到水里，泡出来的水仍然能让烟草染病。
对当时的生物学家来说，病毒是一种全新的生命形式。它是一种个体微小、结构简单，必须在细胞里寄生的非细胞型生物。它和另一种微生物细菌完全不同：第一，病毒比细菌小得多，普通显微镜能看到细菌，却看不到病毒，只有更高倍的电子显微镜才能看到病毒的样子；第二，病毒结构简单，细菌是单细胞生物，而病毒压根儿就没有细胞，它基本上只是一个蛋白质壳子装了几个基因而已。由于病毒的结构太过简单，科学界连它是否能被称为是生命都还在争论不休；第三，病毒寄生在细胞里，细菌也是一种细胞体，所以病毒也可以寄生在细菌身上。病毒能把基因和蛋白质注入宿主细胞，把细胞变成帮助自己复制的代工厂，一个病毒一天之内就能在一个细胞里复制出上千个病毒。
我们对病毒最直观的认识就是它让人生病，不同病毒的作用方式很不一样。在这里我给你介绍两个有代表性的病毒。第一种叫做鼻病毒，“鼻”是鼻子的鼻，普通的感冒和哮喘就是由鼻病毒引发的。感冒虽然是小病，但折腾人。据估计，每个人的一生中，都会有整整一年的时间和感冒搏斗。而且鼻病毒种类太多，已经鉴定出的就有超过120种，药物或疫苗只能针对某些病毒起作用，一旦病毒发生变异，哪怕只是外壳上的蛋白换了个“马甲”，药物或疫苗就识别不出来了。鼻病毒能入侵鼻腔、咽喉或肺部的细胞，在细胞内复制，复制产生的病毒会从细胞破壁而出，去感染更多的细胞。当这些部位遭到鼻病毒感染时，附近的免疫细胞会冲到感染部位消灭病毒，造成了炎症反应，受感染的部位会分泌大量的粘液，出现肿胀、发红、刺痒的症状，这是免疫系统的一种保护机制。如果没有炎症反应，我们就会持续遭受感染。所以要想从感冒中康复，我们不仅得等免疫系统把病毒干掉，还得等免疫系统自己平静下来，所以感冒才显得那么难治。不过从另一个角度来看，鼻病毒也训练了我们的免疫系统，让我们在未来遇到小刺激时，免疫系统不会过度反应。研究发现，孩童时期感染像鼻病毒这种相对温和的病毒，得点无伤大雅的小病，成年之后，得过敏和一些慢性肠道疾病的几率反而会变小。
说完了鼻病毒，下面要讲的HPV病毒能导致癌症。HPV病毒又称人乳头瘤病毒，它会让人的皮肤出现增生的症状，比如长出疙瘩这种凸起物。印度尼西亚有一个男孩感染了HPV病毒，医生从他身上切下了将近12斤的增生物质。此外，HPV病毒也是导致宫颈癌的罪魁祸首，是导致女性死亡的第三大元凶，仅次于乳腺癌和肺癌。HPV病毒最擅长感染上皮细胞，也就是位于皮肤或腔道表层的细胞。我们的皮肤是会更新和脱落的，当最外层的表皮细胞死去后，下面的细胞就会顶上。当HPV病毒感染了上皮细胞，就意味着它会跟着这些细胞不断向皮肤外侧移动，细胞靠近体表后就会破裂并释放病毒，通过皮肤接触和性接触去感染新的宿主。但有些时候，病毒在复制的过程中，会不小心把遗传物质整合到了宿主细胞的DNA里，被感染的细胞就不会再像正常细胞一样自然衰老和死亡，也不太会从组织表面脱落，而是逐渐形成肿瘤，这就导致宫颈癌了。2014年，国外一项研究调查了103个健康人，竟有71个人检测到了HPV病毒，携带率高达69%。但是不要担心，携带病毒并不一定致癌，在已知的100多种HPV病毒里，只有14种是高风险的，其余大部分属于低风险。美国大约有3000万女性携带HPV病毒，但每年只有1.3万人发展出宫颈癌。更重要的是，宫颈癌是目前唯一可以通过疫苗预防的癌症。2006年，第一支HPV疫苗在美国和欧洲上市，疫苗里含有HPV病毒的外壳蛋白，让免疫系统学会识别这种病毒，一旦感染就能马上组织反击，将病毒清除干净。
以上就是第一部分的内容，我们了解了病毒的一些基本情况，并介绍了鼻病毒和HPV病毒如何导致人生病的。
接下来的第二部分，我们就来讲讲病毒如何进行跨物种传播。有研究发现，超过70%的新发传染病来源于动物，像是艾滋病、埃博拉、非典，这些在最近100年才闯进人类世界的病毒，都来自于动物。这些新出现在人类世界的病毒，是怎么跑到人身上的呢？我们以流感为例解释一下。流感不同于普通感冒，它的传染力和杀伤力大得多。引起普通感冒的鼻病毒是人类病毒，流感病毒则是源自鸟类，感染人类的所有流感病毒都能在鸟类那里找到身影。流感病毒从鸟传播到人，首先要进入人体。本来流感病毒跟呼吸道没有半点关系，鸟类携带流感病毒的地方不是呼吸道，而是消化道，病毒隐藏在鸟屎里，在养鸡场或屠宰场工作的人就容易通过接触鸡的粪便而被感染。病毒要进入细胞，需要在细胞膜上找到一种能跟它结合的物质，叫做受体。巧的是，人体呼吸道细胞表面的受体和鸟类消化道细胞表面的受体非常相像，于是病毒在他乡找到了故乡的感觉，顺理成章地进入了人体呼吸道。其次，光进来不行，病毒还得适应人体。人体环境显然跟鸟类大相径庭，比如人比鸟的体温要低，这就让病毒水土不服，即使感染了人体，也很难进行人际传播。可是有些病毒却能产生突变，适应人体，实现人际传播。当流感病毒感染上了新宿主时，有时候新宿主的细胞里已经入住了其他病毒，那么这两种不同的病毒就要在同一个细胞里生存繁殖，这时候产生的新一代病毒就可能会带上来自两种病毒的遗传物质，这种基因混合的现象就叫做基因重配。通过基因重配，流感病毒会制造出新的基因组合，从而获得新的性状，新的毒株由于从未在人群中传播过，无人具备抗体，因此它所向披靡，没有什么能放慢它扩散的脚步。拿甲型H1N1流感病毒来说，2009年，它感染了全球10%到20%的人口，夺走了25万人的生命。这种病毒就是由四株不同的病毒在鸟、猪和人身上经历了三次基因重配演变而来。
说完了流感，我们再来说说艾滋病病毒，它的跨物种传播途径更令人咋舌。艾滋病病毒也称HIV病毒，中文叫做人类免疫缺陷病毒，它一旦进入人体，就会大肆攻击免疫系统。起初，免疫系统会奋起反抗，剿灭大多数病毒，但是一小撮病毒会低调地存活下来，藏在一种特定的免疫细胞里，大多数时间平静如常，一旦被唤醒，就会来一波突袭，释放大量病毒感染细胞。免疫系统反复应对这种突发进攻，多次下来会筋疲力尽、全面崩溃。这个过程可能只需要一年，也可能长达20年，但是这一天总会到来。一旦免疫系统失灵，普通的感冒发烧都可能带来生命危险。艾滋病病毒直到上世纪80年代才被发现，人们花了约30年时间，才大概摸清了艾滋病的根源，它们来自于猿类。科学家根据艾滋病病毒的遗传背景，将它分为一号和2号两种类型，一号病毒主要源自喀麦隆的黑猩猩，2号病毒主要源自西非的白顶白眉猴。这两种病毒反复在人类和猿类之间跳跃演化，从猿到人，再从人到猿，一号病毒跳跃了四次，2号病毒跳跃了九次，也就是说，今天的艾滋病病毒经历了多达13次跨物种跳跃的演化。没人说得清这13次跳跃是怎样完成的，在非洲，很多人把白顶白眉猴当宠物饲养，也经常猎杀和食用猩猩和猴子，人类在接触到它们的血液时感染了病毒。原本病毒只存在于非洲大陆，可是到了20世纪初，随着人类迁徙活动的增加，病毒迅速传播并加速演变。当人类在80年代首次发现艾滋病病毒的时候，它早就已经在暗中横贯世界了。
说完了艾滋病，我们下面要说的三种病毒也都是从动物身上跨越到人的，它们分别是埃博拉、非典、中东呼吸综合征病毒，这三种病毒背后有一个共同的宿主——蝙蝠。1976年，非洲首次出现埃博拉病毒，这恐怕是流行病中最让人恐惧的病毒，在大约1500例确诊的埃博拉案例中，死亡率高达88%，严重的患病者在感染48小时后便不治身亡。病毒会袭击多个器官，使之发生变形、坏死、分解，病人会猛烈腹泻、呕吐，有时还会大出血，直至失去生命。世界卫生组织将埃博拉列为第四级病毒，等级最高，几乎不可救治，要知道，艾滋病病毒才是第三级。埃博拉数百万年来一直在哺乳动物之间传播，尤其是蝙蝠，蝙蝠具有埃博拉病毒的抗体，病毒不会对他们造成伤害。人如果吃了被蝙蝠唾液污染过的肉或水果，就可能感染病毒，接触蝙蝠身上新鲜的血液或体液也会有很高的感染风险。
除了埃博拉，2003年中国爆发的非典也可能是源自蝙蝠。非典有着高达10%的致死率，夺人性命通常只消几天。它虽然不及埃博拉凶猛，但是传染力强，能附着在细小的气溶胶颗粒上，在空气中飘荡。医学为这种病所取的正式名称叫严重急性呼吸系统综合征，也称SARS。SARS病毒是一种冠状病毒，人们起初以为它来源于果子狸，但是后来研究发现，果子狸只是SARS病毒的一个中间宿主，它真正的源头宿主还是蝙蝠。科学家在云南某处的蝙蝠身上发现了一个SARS病毒的基因库，证明了病毒是在蝙蝠之间经过多个病毒重组而来，于是推测蝙蝠在云南感染了果子狸，这些果子狸又被贩卖到了广东，病毒在果子狸中传播变异，最终产生了传播性极强的SARS病毒，感染了人类。充当中介的不止有果子狸，还有中东地区的骆驼。在中国爆发非典的10年后，2012年，沙特阿拉伯又出现了另一种冠状病毒，被称为MERS，也就是中东呼吸综合征病毒。MERS病毒来自非洲的蝙蝠，这些蝙蝠先将病毒传染给北非的骆驼，又通过骆驼鼻子的分泌物传染给人类。类似的还有马来西亚的尼帕病毒，人们把养猪场建在了蝙蝠栖息地的旁边，蝙蝠吃过的水果不小心掉到了猪圈里，猪吃了以后感染病毒，再把病毒传染给人类。不管是食用野生动物，还是人类对野生动物生存领地的侵蚀，都给病毒传播创造了条件。为了预防下一次大规模疫情，科学家正在开展更多动物研究，从他们身上搜寻病毒的踪迹，特别是蝙蝠。但是这项工作量庞大，让人望而却步。科学家们在一种名为印度狐蝠的蝙蝠身上鉴定出的55种病毒中，有50种都是前所未见的，我们不知道哪些会造成下一场瘟疫。
说到这里，我们自然都会想到一个问题，人类在与病毒的斗争中战绩如何呢？能彻底消灭病毒吗？事实上，现代医学从自然界完全消灭的人类病毒只有一种，那就是天花。在过去3000年里，天花可能比地球上任何其他疾病杀死的人都多。从1400年到1800年，每100年欧洲就有5亿人死于天花，直到1977年，埃塞俄比亚记录了世界上最后一例天花，天花病毒才从自然界中绝迹。人类之所以能做到消灭天花，是因为天花只感染人类，不感染其他动物，只要能系统地除掉人类身上的天花病毒，就能大功告成。但是这并不意味着人类就脱离了天花的威胁，因为世界上还有两个实验室里保存着活的天花病毒，分别在美国和俄罗斯，谁也不能保证病毒绝不会泄露。世界卫生组织面临着两难的境地，是否该下令马上销毁实验室库存的天花？赞同者认为应当马上销毁，一旦病毒外泄，或者被恐怖分子当作生物武器，后果将不堪设想，因为人们早就不接种天花疫苗了，对天花的免疫力非常脆弱。但反对者认为，既然存在天花再次爆发的风险，我们就有必要对他进行更多的研究，开发更好的疫苗和药物，而这只能用活的天花病毒才能实现。关于这个问题，人们始终没有达成明确的结论。但是科技的进步却改变了争论的内容，基因测序技术让人们完全可以人为合成病毒的基因组，人们已经成功地从零开始制造出了脊髓灰质炎病毒，这就意味着，很多病我们还没有能力彻底消灭它们，却已经掌握了制造它们的能力。从这个意义上讲，这些病毒永远不会从地球上消失了。
以上就是第二部分的内容，我们介绍了病毒如何进行跨物种传播，为人类带来灾难，但这并不是病毒的全部面貌，病毒也有可爱的一面。下面我们就来讲第三部分，看看人类为什么离不开病毒。
病毒的第一个作用是塑造了我们的基因。我们通常认为，基因是人类最本源的身份特征，然而实际上，人类基因组里有大量病毒基因的痕迹，数量成千上万。科学家发现有一种病毒叫做内源性逆转录病毒，内源性，顾名思义，就是从生物内部产生出来的。逆转录病毒的RNA能合成DNA，并整合到宿主细胞的DNA里，从而篡改宿主的基因蓝图，宿主将终生感染这种病毒并遗传给后代。一旦某个逆转录病毒被宿主一代代的遗传下去，它们就变成了内源性逆转录病毒。内源性逆转录病毒可能在1亿年前就已经感染哺乳动物共同的祖先了，它一直在反复不断地入侵我们的基因组，日积月累到今天已经数量惊人。我们每个人的基因组中携带了近10万个内源性逆转录病毒的DNA片段，占到人类DNA总量的8%。除此之外，还有数百万个DNA小片段可能也跟内源性逆转录病毒的演变有关。作者说，我们的基因组中简直是病毒泛滥。一直以来，人们认为它们是基因组内的垃圾，甚至有可能是内奸，说不定哪天就会暗中搞破坏。但事实上，这些病毒一直都默默地发挥着独特的作用，如果没有它们，我们甚至都没法出声。比如有一种内源性逆转录病毒能合成出一种名为合胞素的蛋白质，这种蛋白质只出现在胎盘里，它能帮助胎儿从母体吸收营养。科学家用小鼠来做实验，删除了小鼠的合胞素基因，结果小鼠胚胎没有一个能活到出生。科学家在有胎盘类哺乳动物中都找到了合胞素，于是推断，1亿年前，哺乳动物的祖先被一种内源性逆转录病毒感染，从而获得了最早的合胞素蛋白，并进化出最早的胎盘，这都是病毒的功劳。
病毒的第二个作用是丰富了大自然的基因库。科学家在海洋中发现了180万个病毒基因，竟然有90%都是我们全然陌生的。病毒之所以有如此丰富的基因多样性，是因为它像一个快递员一样四处传递基因。刚才说过，逆转录病毒可以把基因传递到宿主身上，病毒同样还可以把宿主基因复制到自己身上，再带到别处去。传递基因对病毒来说简直就是随拿随放，就这样，每年海洋病毒都会在不同宿主之间传递大约一亿亿亿个基因，也就是十的24次方。现存所有生物的基因组中都有病毒镶嵌的痕迹，基因在物种之间穿梭，对地球上所有的生命都产生了深远的影响。举个最直接的例子，我们呼吸的氧气就和病毒传递基因有关。海洋中有一种叫做海洋聚球藻的细菌，它们负责全球主要的光合作用，它之所以有这样的本领，得益于病毒给它带来了一种能捕捉光子的蛋白基因。粗略估算，地球上10%的光合作用都是通过病毒基因开展的，也就是说，你每呼吸十次，就有一口氧气是病毒赋予的。正是因为病毒充当了基因载体的角色，才让生命呈现出今天这绚丽多姿的模样。用作者的话来说，生物在本质上只是一堆不断混合、不断闪转腾挪的DNA而已，这让基因的历史像是一个繁忙的贸易网络，病毒正是这个网络中的贸易者。
病毒对人类的第三个作用更直接，那就是消灭细菌。有一种病毒名叫噬菌体，就专门感染细菌。它长着一个相当科幻的造型，有点像一个登月探测器，头部下面长着几条像蜘蛛腿一样的爪。它们在细菌表面着陆后，会就地钻一个洞，把自己的DNA喷射到细菌的细胞里，大量自我复制，最终将细菌吸干。其实噬菌体离我们并不遥远，酸奶、酸菜、萨拉米肠里都有噬菌体，每天为我们杀灭大量细菌。海里的噬菌体就更多了，它们能在一秒之内发起10万亿次进攻，每天杀死海洋中15%到40%的细菌。更神奇的是，噬菌体还能塑造地质结构，海洋中那些被它们杀死的细菌会变成岩石，比如位于英国的多佛白崖，就是由一种细菌死后白色外壳大量沉积而成，它几十米高的悬崖绝壁呈现出洁白的颜色，是二战时期英国飞行员天然的导航地标，这是噬菌体在大自然中意外创造出来的景致。对于人类来说，噬菌体最大的作用就是治疗疾病了。奇妙的是，噬菌体作为一种病毒，只感染细菌，对人却无害。1931年，人们研制出噬菌体药物，而销售新药的公司就是我们熟悉的化妆品企业欧莱雅。可是用活病毒来治病的做法还是让人们精神紧张，就在这个时候，抗生素被发现了，于是噬菌体疗法被打入冷宫。可是抗生素的劣势很快就暴露出来，一是打击面太大，抗生素像是地毯式轰炸，让我们体内的好细菌也跟着同归于尽，而噬菌体则像是巡航导弹，只会精准打击一种细菌；二是过度使用抗生素会让细菌产生抗药性，而噬菌体就不存在这个问题，因为噬菌体也会进化。要知道，细菌和噬菌体之间的搏斗已经持续上亿年了，噬菌体会不断升级自己的猎杀技巧，我们甚至可以主动改造噬菌体的遗传物质，让他们获得对付细菌的新方法。如今，人们已经可以利用噬菌体治疗尿路感染、肺部感染等多种疾病了。
以上就是本书的主要内容。病毒既是邪恶的，也是有益的。其实病毒这个词本来就是自相矛盾的，它的英文单词virus源自拉丁语，意思是蛇的毒液和人的精液，可以看出，病毒原本就包含了两面性，既意味着毁灭，也意味着创造，既是致命的，也是新生的。大自然没有永远的敌人或朋友，人类与病毒相生相克的故事，将在这颗病毒星球上继续上演。
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