蝙蝠是地球上著名的“移动病毒库”,据科学家统计,整个种群共携带来4100多种病毒,并且有500多种冠状病毒。曾肆虐全球,致万人死亡的埃博拉;横扫东南亚的尼帕病毒;引发千人死亡的中东呼吸综合征等等都是蝙蝠的杰作。
那么人类为什么不从蝙蝠身上提取完整病毒制造疫苗,彻底消灭病毒,从而有备无患呢?
首先,蝙蝠是哺乳动物中仅次于啮齿目动物的第二大类群,全世界总共有19科185属962种,遍布于各大洲,除了两极和海洋中个别岛屿以外,无论是沙漠还是雨林,高山还是平原,处处都有它们的身影!
人类很难确定哪种蝙蝠是病毒携带者,以埃博拉病毒为例,科学家至今都还在安哥拉犬吻蝠和食果蝙蝠犹疑,此前科学家们认为,埃米尔是被感染了埃博拉病毒的食果蝙蝠叮咬,随后他又将病毒传给母亲,母子二人都在一周内死亡。此后,埃博拉病毒随着前来参加葬礼的人越传越远,疫情范围越来越大。
然而后来科学家又发现科学家从残留的已烧焦的树干和动物粪便中提取了足够多的DNA样本,发现安哥拉犬吻蝠同样携带了埃博拉病毒。
其次,人类很难从蝙蝠身上提取出完整的病毒,科学家至今仍无法从蝙蝠体内分离并获得完整的埃博拉病毒基因组。尤其是蝙蝠身上携带的RNA病毒,病毒分为RNA病毒和DNA病毒两大类,DNA病毒广泛存在于人、脊椎动物、昆虫体内以及多种传代细胞系中,每种病毒只能感染一种动物(个别例外),仅少数致病 ,所以DNA病毒危害较小 ,而RNA病毒危险性就很高了,滋病病毒(为逆转录病毒),丙型肝炎病毒,乙型脑炎病毒,全部流感病毒,鼻病毒,脊髓灰质炎病毒,柯萨奇病毒,登革热病毒,轮状病毒,烟草花叶病毒等等都属于RNA病毒。
DNA病毒
RNA病毒的遗传物质是核糖核酸(RNA ribonucleic acid)。通常其核酸是单链的(ssRNA single-stranded RNA),也就是只含有一条链的RNA分子。也有双链的(dsRNA double-stranded RNA)。
RNA单链病毒
RNA没有DNA稳定,很容易因酶催化作用发生降解,自然也就难以提取,尤其是要从动物的软组织内进行提取更是难上加难。
最后,因为病毒的高度特异性,即使人类从蝙蝠身上提取出来了完整的病毒,也对人类没什么作用。什么是特异性呢?成组对象相互之间的必然对应选择关系。例如一把钥匙只能配一把锁。你拿这把钥匙区开其他的锁就开不了了。
当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。由于病毒缺少完整的酶系统,不具有合成自身成份的原料和能量,也没有核糖体,因此决定了它的专性寄生性(指寄生物一旦离开宿主生物就不能继续生存的现象),必须侵入易感的宿主细胞,依靠宿主细胞的酶系统、原料和能量复制病毒的核酸,借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质。病毒这种增殖的方式叫做“复制(Replication)”。
病毒复制的过程分为吸附、穿入、脱壳、生物合成及装配释放五个步骤,又称复制周期(Replication cycle)。
尤其是病毒在吸附过程中,病毒附着于敏感细胞的表面,它是感染的起始期。细胞与病毒相互作用最初是偶然碰撞和静电作用,这是可逆的联结。随后的特异性吸附是非常重要的,根据这一点可确定许多病毒的宿主范围,不吸附就不能引起感染。这是造成病毒高度特异性最关键的步骤。
蝙蝠作为病毒的天然寄主,当传播到人身上的时候,病毒颗粒对敏感细胞的吸附就已经造成了彼此的变化。
以脊髓灰质炎病毒为例,它的细胞表面受体是免疫球蛋白超家族,在非灵长类细胞上没有发现此受体,而猴肾细胞、Hela细胞和人二倍体纤维母细胞上有它的受体,故脊髓来质炎病毒能感染人体鼻、咽、肠和脊髓前角细胞,引起脊髓灰质炎(小儿麻痹)。
脊髓灰质炎病毒
此次之所以会感染人,就是因为它的一个刺突蛋白S-蛋白能和人的呼吸道上皮细胞以及肺组织的血管紧张素转化酶2(ACE2)结合,病毒进入细胞在细胞内复制增殖就可以对人进行感染。
最重要的一点是,许多的病毒是会变异的,RNA病毒就十分容易产生变异,RNA病毒有自我复制和逆转录(以RNA为模板合成DNA的过程)两种复制方式,RNA病毒多在胞浆内复制核酸及合成蛋白。感染后6个小时,一个细胞可产生多达10000个病毒颗粒。病毒RNA的复制过程中,其错误修复机制的酶的活性很低,几乎是没有的,所以其变异很快。
再者,在感染人之后,机体的免疫力对它有一个选择压力,所以也可能会发生变异。变异之后,如果病毒毒力增强,致病性也随之增强。如果病毒毒力减弱,那么致病性也随之减弱。而疫苗是要根据病毒的固定基因或蛋白进行开发制作的,所以RNA病毒的疫苗较难开发。
这也是为什么RNA病毒更加容易导致疾病,对宿主更加致命,更容易突变,因此种类更多,更难研制有效疫苗,难以预防。不过RNA病毒的抵抗力普遍比DNA病毒弱,治愈也更容易。但也有例外,例如双链RNA病毒的抵抗力就很强,逆转录病毒的治愈就极其困难。
逆转录病毒
所以人类从蝙蝠中提取病毒基因组制造疫苗是无效的,它们的细胞表面受体都不一样。
病毒依附在蝙蝠身上,在平常情况下很难传播到人的身上,中间肯定存在中间宿主。因为许多生物的栖息地和蝙蝠是重叠的,当该地区的生物接触过蝙蝠,以及蝙蝠的粪便时,很有可能染病。这就是我们说的中间宿主,它们代替蝙蝠将病毒传播到人类之中,而人类滥吃捕杀野生动物就给了病毒发育成长蔓延的环境,比如2003年的非典中间宿主就是果子狸。
丁仲礼院士的那段话放在这里依然有效:...生态急剧恶化毁灭的只是物种,是人类自己,这不是人类拯救地球的问题,是人类拯救自己的问题,跟拯救地球是没有关系的,地球用不着你拯救。