為什麼人類的藥物能殺細菌,卻不能滅病毒?病毒有自然天敵嗎?

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在地球上,任何一個存在生命的角落都會有病毒,病毒依賴其它生命生存和繁殖,它們介於生命和非生命之間,簡單到隻剩下一段遺傳物質,外面包裹一個保護的蛋白質外殼。

但是,病毒對地球生命的影響卻遠超想象,在人類的DNA中,至少有8%來自於古老病毒的殘餘物,這些病毒可能在某一時刻感染瞭人類祖先,但最後它們的部分遺傳物質融入到人類DNA中。

除瞭在基因層面“改造”生物之外,它們還會在短期內影響生物的行為。

圖註:人類遷徙路線

人類起源於非洲,大約到1.5萬年前,人類通過遷徙分佈到除南極洲外的所有陸地,但是驅動人類遷徙的因素是什麼呢?

我們能想到的可能就是隨著人口的增長,為瞭生存資源而被迫遷徙,其實還有另一種可能——那就是為瞭逃避傳染病,或者說某些時候可能是為瞭躲避病毒。

其實,人類恐懼和躲避傳染病的行為是刻在骨子裡的,有些時候我們甚至會害怕那些看起來能夠帶來疾病的無害事物。

現在,我們建立瞭城市,把不好的東西都隔離在城市外圍,但是我們並沒有擺脫病毒,這次新冠肺炎就是最好的例子。

如果說生物都有自己的自然天敵的話,那麼那些站在食物鏈最頂端的生物的天敵很可能就是病毒,當然也包括人類。

1918年,在第一次世界大戰期間爆發的西班牙流感,短時間內席卷全球,這是第一次世界性的大流行疾病,也是人類傳染病史上最嚴重的一次。

圖註:西班牙大流感資料圖

有統計顯示,這次流行病造成的死亡人數可能超過 1 億,而當時的全球人口也不過17億。

然而,第一次世界大戰直接和間接造成的死亡人數差不多是1600萬,遠沒有病毒造成的傷害大,就從殺傷力上來看,說病毒是人類的天敵並不為過。

我們知道,傳染病除瞭病毒引起的外,它還可以是細菌引起,也可以是真菌,可為什麼就隻有病毒這麼難以控制呢?

為什麼很難找到滅病毒的藥?

你會發現,我們市面上有許多針對細菌感染的藥物,但是卻很難找到針對病毒感染的特效藥,其實原因就在於病毒確實比細菌這些微生物難以對付。

細菌是獨立的生命形式,它們結構與我們的細胞相似,可以在沒有宿主生物的情況下獨立生存,不過它們也有許多人類沒有的特征。

也正因為如此,我們可以根據這些我們沒有的特征構建殺菌的藥物。

青黴素的結構模型,圖源:Mrjohncummin

比如青黴素,它起作用的原因就是因為它會幹擾細菌細胞壁的構建,但人體沒有任何細胞有細胞壁,所以青黴素可以抑制細菌生長卻無法影響人體的細胞。

與細菌不同的是,病毒不能在宿主細胞外獨立繁殖(這裡可能用“復制”會更合適),它們需要劫持宿主細胞作為生存繁殖的場所。

很明顯,就獨立生存能力而言,病毒是完全被細菌秒殺的,甚至可以說病毒基本沒有獨立生存能力。

圖註:流感病毒

但它們和宿主細胞的關系,決定瞭難以單獨殺死它們,並保持宿主細胞的存活

由於許多病毒進入細胞後不會直接殺死細胞,而是進入潛伏期,它們在細胞內部緩慢復制,然後悄悄泄漏並感染其它細胞。

所以,有一些抗病毒藥物(抗病毒的藥是有的)可以通過幹預病毒的復制來控制它們的感染,但不幸的是,大多時候這樣做也會抑制宿主細胞的復制過程,換句話說這種藥物對被感染者也是有毒的。

事實上,病毒對宿主細胞的依賴程度越高,抗病毒藥物就越難以發揮作用。

另外,病毒也不像細菌那樣有著簡單的分類,不同細菌可以找到許多相似的地方,但是不同的病毒有著難以想象的差異,這意味著很難找到一種可以對付多種病毒的特效藥。

病毒是否有天敵?

事實上,用藥物對抗細菌隻能帶來短期利益,細菌的抗藥性會持續增強,最終藥物會失效,所以現在抗生素的使用一直被批判,許多人擔心會創造出超級細菌

不過,好在現在有一些更合理的解決方案,那就是生物控制,換句話說就是可以用細菌的天敵去控制細菌感染

現在生物學傢找到的可利用的“細菌天敵”就是噬菌體——其實就是能夠感染細菌的病毒

噬菌體T4感染細菌,圖源:Guido4

生物通過進化擺脫各種天敵,但確實很難擺脫病毒,從某種意義上來看病毒是所有生物的自然天敵。

有一些病毒可以感染細菌並抑制細菌的繁殖,但對人類卻沒有任何影響,真是純天然的“抗菌藥”,而且基本不會有什麼副作用。

那麼,病毒感染是否可以用相似的方式處理呢?

圖註:噬菌體

簡單的回答就是,病毒也有生物天敵,但是很難用生物控制的方式來處理它們的感染

雖然很難把病毒稱為生命,但就像我們前面說的,它們還是有蛋白質外衣和NDA的,這意味著它們富含磷和氮,對於許多生命而言這就是營養物質。

所以,現在已經發現許多原生單細胞生物會“捕食”病毒,隻不過它們捕食的基本是我們前面提到的噬菌體,可能隻有這些病毒和原生生物關系密切吧。

但是,基本不可能用原生物來治療病毒感染,還是那個原因,病毒在我們體內是和宿主細胞密切相關的,而不是裸露在外面的給天敵捕食的。

圖註:水痘病毒

不過,有一種病毒也可以感染其它病毒,這些病毒被稱為噬病毒體,噬病毒體和我們前面提到的噬菌體是一樣的,它們會利用其它病毒進行復制並影響其它病毒的復制。

但是,我們也很難把它們當作抗病毒藥,因為這些噬病毒體隻會感染巨型病毒,對於那些不是很大的病毒病基本沒有發現它們的噬病毒體。

最後

世間萬物總是相生相克,雖然病毒把自己“偽裝”成連生命都稱不上,但依然有生命會捕食它們,隻是對於它們的感染,確實難以處理,這是它們和宿主細胞之間的關系決定的。

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  • 本文由 发表于 2022年4月22日
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