作者 | 朱华晨

如今谈起病毒，绕不开新冠病毒，2020年由它引发的疫情，改变了每个人的生活。

回顾历史，不难发现在过去的一百年中，病毒瘟疫从未远离人类。从1918年的西班牙流感一直到今天的新冠肺炎，人类至少经历了五次大规模的全球性瘟疫大流行。每一次疾病的流行，带来少则数十万、多则几千万甚至上亿人的死亡。可见，病毒对人类生活的影响是巨大的。

一个病毒，直径不过几百纳米，一旦离开了细胞就再也不能复制和繁殖，但它却是成功的，因为目前人类所知的所有有细胞的生物，都有各自的病毒。

病毒不仅很小，其结构也十分精简，必包含两个基本结构——核酸和蛋白质外壳。核酸编码了蛋白和生命活动所需的所有遗传信息，这是病毒和一切细胞通用的生命语言。正因掌握了这种语言，病毒才可以轻易地劫持人类细胞系统，进行表达和繁殖。

但是同样的，人类也可以利用病毒，让它为我们服务。

人类基因组中有30亿个碱基对，其中有8%来自病毒，特别是逆转录病毒。在亿万年的进化历程中，这些病毒已经成为人类身体的一部分。比如人类的免疫系统、生殖系统甚至是记忆、认知功能，都与逆转录病毒调节和遗传给人类的基因有着或多或少的联系。

其中，具有代表性的例子之一是由逆转录病毒编码的合胞素蛋白。之所以称为“合胞素”是因为它可以促进两个细胞之间互相融合。这个蛋白存在于精子头部，能够帮助精子找到卵子，并将它与卵子上的蛋白钩在一起，助力精子和卵子间的细胞融合。

除了精卵结合之外，逆转录病毒基因还使得作为外来机体的胎儿不受母体免疫攻击。

对于哺乳动物来讲，胎儿在母亲腹中时，通过胎盘获得营养、氧气等的供给，胎盘里存在着很多逆转录病毒遗留下来的基因，其中有些是帮助调节、阻止母体免疫系统识别和攻击胎儿的。

还有一些基因，如上文中提到的合胞素基因，可以促进细胞间的融合，通过脐带和胎盘，使胎儿与母体紧密相连。可以说，逆转录病毒在一定程度上塑造了哺乳动物，帮助了人类进化。

另一个具有代表性的例子是自带光环的小病毒——腺病毒，其表面的蛋白突起，可以作为识别细胞受体的小工具。

腺病毒在动物群体中十分常见，人类一生可能会感染很多次腺病毒。但它相对温和，通常感染呼吸道或消化道，儿童尤其易感，感染后会出现感冒样症状、持续低烧或轻微腹泻。

然而致病的腺病毒却是基因治疗领域“四大当家花旦”里的头牌，因为它的基因组非常稳定，人类对其基因组有了充分的了解，因此可以通过基因编辑把腺病毒中不好的基因去掉、好的基因留下来，还可以将可有可无的基因替换成所需的目标蛋白。

中国工程院院士陈薇在新冠疫苗研发过程中就利用腺病毒作为载体，在其上装载新冠病毒表面抗原，把腺病毒当作“小工厂”，帮助表达新冠病毒抗原，达到唤起免疫系统以及抗体反应的目的。

此外，研究人员还可以把腺病毒基因替换为专门攻击肿瘤或对抗病变基因的一些产物，这样通过病毒感染，可瞬时释放出药物以达到精准治疗和纠正错误基因表达的目的。

研究人员给病毒装载专门靶向或杀灭肿瘤的基因后，它们就能为我们所用，从致病的“祸首”变为治病的“帮手”，成为一颗靶向肿瘤的“核导弹”。

在抗生素滥用的今天，出现了对多种抗生素具有耐药性的超级细菌。正所谓敌人的敌人就是朋友，这种超级细菌的克星就是专门感染细菌而不会感染人类和其他动植物细胞的病毒——噬菌体。它们是人类应对超级细菌和其他细菌的大杀器。

俗话说，“没有永久的敌人，也没有永久的朋友。”对于同人类一道进化而来的病毒，研究人员一直在对其进行探索和监测，并通过各种现代生物学技术，开发疫苗、药物、单克隆抗体，让人类能够在应对有害病毒的同时，与病毒更好地共存。

病毒，这些肉眼难见的小东西塑造了人类的免疫系统，甚至成为了人类一些重要生理功能中不可或缺的一部分。进化至今天，它同人类一样适应了多种环境、克服了多重困难，是进化历程中成功的幸存者，改造好它、利用好它，人类与病毒才能达到互相平衡共同发展的最终目标。

朱华晨

（作者系汕头大学·香港大学联合病毒学研究所副所长，本文由中国科学报记者许悦整理自2020广州科技活动周特邀讲坛“格致论道·湾区”的演讲）

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病毒的致病作用

病毒的致病作用
　　病毒的感染是从侵入宿主开始，然而其致病作用则主要是通过侵入易感细胞、损伤或改变细胞的功能而引发。因此可从整体及细胞两个层次分别阐述。
　　一、整体水平的病毒感染
　　（一）感染类型
　　病毒主要通过皮肤、粘膜（呼吸道、消化道或泌尿生殖道）传播，但在特定条件下可直接进入血循环（如输血、机械损伤、昆虫叮咬等）而感染机体。这种传播方式被称为水平传播。通过胎盘或产道将病毒由亲代传播给子代的方式称为垂直传播或围生期传播，主要见于发生病毒血症或病毒与血细胞紧密结合的感染，如巨细胞病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）及乙型肝炎病毒等。
　　机体感染病毒后，依病毒的种类、毒力强弱和机体免疫力等不同，可表现出不同的临床类型。如不引起临床症状的隐性感染又称亚临床感染（inapparentorsubclinicalinfection）和出现临床症状的显性感染或感染性疾病（apparent infection or infectious disease）。根据临床症状的长短，可分为急性与慢性感染等。
　　病毒的持续性感染（persistentviralinfection）是病毒感染中的一种重要类型。在这类感染中，病毒可在机体内持续数月至数年、甚至数十年。可出现症状，也可不出现症状而成为长期带病毒，引起慢性进行性疾病，并可成为重要的传染源。此外也可引发自身免疫病或与肿瘤发生相关。持续性病毒感染的致病机制不同，而且临床表现各异。根据患者的疾病过程和动物实验与细胞培养中的表现，可大致分为三种：
　　慢性感染（chronicinfection）　　显性或隐性感染后，病毒未完全清除，可持续存在血液或组织中并不断排出体外，可出现症状，也可无症状。在慢性感染全过程中病毒可被分离培养或检测，例如巨细胞病毒、EB病毒所致的慢性感染及慢性乙型肝炎、人类免疫缺陷病毒感染等。
　　潜伏性感染（latentinfection）　　经隐性或显性感染后，病毒基因存在于一定的组织或细胞中，但并不能产生有感染性的病毒体，在某些条件下病毒可被激活而急性发作。急性发作期可以检测出病毒的存在。例如单纯疱疹病毒感染后，在三叉神经节中潜伏，此时机体既无临床症状也无病毒排出；以后由于机体劳累或免疫功能低下等因素影响，潜伏的病毒被激活后沿感染神经到达皮肤、粘膜，发生单纯疱疹。水痘病毒初次感染儿童引起水痘，痊愈后，病毒可长期潜伏在脊髓后根神经节或颅神经的感觉神经节细胞中，在患者发生肿瘤或年龄增大而免疫力降低时，病毒可被激活、增殖并扩散至皮肤发生带状疱疹。
　　慢发病毒感染（slowvirusinfection）　　较为少见但后果严重。病毒感染后有很长的潜伏期，既不能分离出病毒也无症状。经数年或数十年后，可发生某些进行性疾病，并导致死亡。有些慢发病毒感染是由寻常的病毒所引起，如儿童期感染麻疹病毒恢复后，经过十余年后可发生亚急性硬化性脑炎（SSPE）。开始对SSPE的病因不明，经过大量研究在患者脑组织中用特殊的细胞共培养等技术后，才证实是由麻疹病毒所致。至今还有一些病因未知的疾病如多发性硬化症（multiplesclerosis）也被认为可能是一种慢发病毒感染，又如动脉硬化症及糖尿病，因发现病变组织中存在巨细胞病毒及肠道病毒基因片段，也被认为可能为慢发病毒感染。除寻常病毒外，还有一些非寻常病毒或待定生物因子（如朊粒）也可能引起慢发感染。
　　构成持续性感染的机制主要可分为病毒因素（出现基因缺陷或病毒变异、病毒基因整合、病毒侵犯免疫细胞致机体不能形成有效的免疫应答等），及机体因素（遗传因素、抗体或细胞免疫功能异常等）。应该说明的是，迄今对各种病毒持续性感染的机制还在研究之中。

病毒真的能帮助我们抑制癌症吗？

当涉及到病毒时，许多人的第一印象是它们对人体健康有害且无益。随着子宫颈癌疫苗的普及，越来越多的人开始认识到病毒感染也会引起可怕的癌症。除了用于宫颈癌疫苗的人乳头瘤病毒（HPV）外，还有一些常见的病毒也是潜在的致癌物，例如乙型肝炎病毒（HBV）。但是，一种存在于我们皮肤上的常见病毒对人体健康无害，而且有益！

根据领先学术期刊《自然》最近发表的一篇文章，马萨诸塞州总医院癌症免疫学中心的科学家发现，某些“低风险” HPV似乎间接保护我们免受皮肤癌的侵害。该研究的作者说：“这是在实验模型和人体模型中首次有证据表明普通病毒可能具有健康益处，并且这种益处与癌症保护有关。”首先要记住的是，这些低风险的HPV与宫颈癌疫苗所针对的HPV不同。迄今为止，已知有170多种HPV类型，涉及不同的临床表现。其中，只有大约12种被归类为高风险类型，例如HPV16、18、6和11，它们与各种类型的生殖器癌症有关，而有些与头颈癌和口腔癌有关。现有疫苗可以帮助保护这些恶性肿瘤。

此外，还有许多其他类型的HPV，例如Shawn Demehri博士及其同事研究的HPV，它们是人体表面上和表面上常见的共生病毒，被认为具有降低患严重疾病的风险。这些低风险的HPV是皮肤上最常见的疣和扁平疣。据估计，三分之一的学龄儿童感染了皮肤型HPV，这种感染非常普遍。

过去的一些研究表明，人群中βHPV亚型的广泛感染可能与某些恶性皮肤癌的风险有关。在免疫抑制的患者中，皮肤鳞状细胞癌的风险增加了100倍。自然，有人推测，当人体免疫力低下时，一年四季潜伏在人体中的病毒会成为致癌物。

研究人员解释说，对于免疫系统较弱的患者，皮肤癌的风险显着增加，这是因为免疫力下降，而不是HPV的致癌作用。共生HPV所定植的早期皮肤癌就像免疫系统的痰液一样，可以被有效消除。基于这些发现，研究人员认为“针对共生HPV的基于T细胞的疫苗的开发可以提供一种创新的方法，以改善皮肤的抗病毒免疫力并帮助预防皮肤癌的高风险。”

在文章的最后，研究人员指出，在使用针对皮肤鳞状细胞癌的免疫控制点抑制剂时，提高针对HPV免疫力的自然免疫力可以进一步提高免疫疗法的有效性。也许将来，借助共生病毒的力量，我们可以更有效地预防和治疗皮肤癌。