蝙蝠体内又现多种新的冠状病毒 是谁打翻了“潘多拉的魔盒”?

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  2020年伊始,一场突如其来的疫情,开始在全球范围内“攻城略地”,投下令人惶惑的浓重阴影。

  时至今日,人类与新冠病毒缠斗正酣,全球范围内已有5款新冠病毒疫苗开启临床试验。而与此同时,科学家们又陆续在蝙蝠体内发现了多种新的致病性冠状病毒。

  

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  ▲图据Quanta。插画作者James O’Brien

  据今日俄罗斯4月15日报道,印度医学研究委员会(ICMR)的一项已发表的研究显示,主要栖息地位于该国南部的两种果蝠——卢塞图斯蝠和印度狐蝠,对一种新型蝙蝠冠状病毒(BtCoV)呈阳性反应。

  而就在几天前,发表于国际学术期刊《公共科学图书馆·综合》(PLoS ONE)的一篇论文称,一项关于缅甸蝙蝠的研究再次发现了三种新的α属冠状病毒、三种新的β属冠状病毒。

  显然,这一“密集”发现又为人类警钟拧紧一圈发条——一旦新病毒发生变异与重组,那么以它为原点,很可能延出一条始料未及的新传播链,正如当年那个完成“菊头蝙蝠-果子狸-人类”三级跳的非典病毒。

  

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  ▲新冠肺炎疫情肆虐全美,连接纽约布鲁克林区和曼哈顿岛的地标建筑布鲁克林大桥上几乎看不到行人。图据《纽约客》

  与此同时,《美国科学院院报》近日刊发的一篇旨在以地图方式呈现新冠病毒基因演变和扩散的论文备受瞩目——英国剑桥大学的研究团队通过对160个来自世界各地的新冠病毒基因分析后得出结论:当前新冠病毒根据不同人群的免疫能力,已经“变异”出三个亚型,且病毒“正在快速突变,以适应不同人群中的免疫系统抵抗力”。

  根据该论文,剑桥大学研究团队按照病毒进化关系,将目前发现的新冠病毒分为A、B、C三型:A可以理解为原始毒株,B则是第二类型,主要存在于中国境内,而C主要发生在欧洲以及亚洲部分地区。

  

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  ▲以同为RNA病毒的埃博拉病毒为例,发生突变十分常见。图据美国科学与健康委员会官网

  早在2月18日,耶鲁大学流行病学专家内森·古鲁巴夫(NathanGrubaugh)就曾在《自然》杂志子刊《自然·微生物学》上发表评论文章,指出病毒突变符合正常流行病学规律,不应引起恐慌。

  而从科研的角度来说,“突变”更像是一个中性词,有好的一面,也有坏的一面。从病毒的毒力来看,变异后一般有两种趋势:

  一类是毒力更强,潜伏期短、症状严重、致死率更高,但由于高度致死性毒株能迅速杀死宿主,反而无法像致死性较低的毒株那样有利于传播,也更容易为现代医学措施控制——比如致死率高达90%的埃博拉病毒扎伊尔亚型;

  另一类则越来越弱,甚至出现无症状人群,但这也意味着病毒可以悄无声息、天长地久地与人类共存,等待下一次突变和爆发——比如20世纪人类的噩梦“1918年西班牙大流感”,18个月间即感染全球5亿多人、夺去几千万人生命,然而,在并无特殊医疗干预的情况下,突然销声匿迹。

  

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  ▲新冠病毒结构示意图。图据腾讯医典

  由于这种依赖性,某些病毒在整个进化过程中始终与宿主保持同步,每当宿主分化出新物种时,它们都会进行突变以与之匹配,这一过程被称为共同进化。例如,人类和黑猩猩都会感染乙型肝炎,但两者的乙肝病毒版本又略有不同,科学家们普遍认为,它们可能是由400万年前的同一病毒分别变异而来。

  另一种路径是跨物种传播,也就是病毒“跳”入一个与原宿主毫无关系的物种中。而这种进化方式往往与一些严重的新兴疾病有关,比如禽流感、艾滋病、埃博拉和非典。鉴于此,若跨物种传播“罕有发生”,的确值得全人类额手相庆。

  然而最近,一项发表于国际著名病原学期刊《公共科学图书馆·病原体》(PLOS Pathogens)的研究表明:跨物种传播比人类意识到得更为频繁,甚至于,它才是推动病毒进化的真正“黑手”。

  

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  ▲病毒的两种进化路径示意图。汉化自Quanta

  悉尼大学病毒与进化生物学家爱德华·霍尔莫斯(Edward Holmes)及其研究小组运用病毒遗传数据,重现了19个病毒家族的进化史,并与其宿主系统发育树进行横向对比——

  如果病毒基本上与其宿主偕同进化,那么两者的系统发育树会比较相似,即病毒“初号机”感染的是该宿主的祖先。但是,如果病毒在不同物种间“跳跃”,那么系统发育树将有所差别,且“跳跃”越频繁,差异性越大。而研究结果表明,在19个病毒家族中,跨物种传播相当普遍,且频率“高得惊人”。

  

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  ▲作为群居动物,高密度栖息和休眠加速了病毒在蝙蝠群体内的传播。图据Quanta

  人类也是多种病毒的携带者——人口基数庞大,流动性相当高,这意味着人类能轻易地把病毒带给更多新的易感宿主。

  约翰斯·霍普金斯大学流行病学家贾斯汀·莱斯勒(Justin Lessler)认为,“如今在一场大流行病中,只需几个环节就能把全球人口完全联系起来。15世纪,西班牙人带着天花来到美洲,从此之后,没有一个种群能够完全与大流行病隔绝。”

  在前哥伦布时代,文明可以崛起并繁荣于世界的这一端,而不会受到来自另一端的病毒侵害。500年间,天花也好、新冠也罢,病毒的传播行为并没有改变,但它们的人类宿主,行为模式却已发生翻天覆地的变化。

  

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  ▲2019年6月,由于气候变暖,位于北极圈的格陵兰冰层大量融化,丹麦气象研究员奥尔森拍下雪橇犬被迫在冰面上涉水而行的画面。图据《纽约时报》

  全球变暖会使以蚊子和壁虱为传播媒介的疾病分布至更广,诸如寨卡、黄热病和登革热等,或将传播到此前无法有效到达的地区。

  而天气模式的变化会增加病原体从动物转移到人类的可能性。例如,不寻常的暴雨可能会为携带埃博拉病毒的蝙蝠创造更有利的生存环境,而不利天气条件下的干旱,可能导致啮齿动物数量激增,而能引发出血热的汉坦病毒便迎来了爆发的好时机。

  

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  ▲格陵兰库卢苏克岛,随着永冻层融化,石堆下的先民坟墓再次暴露出来。图据vox

  更何况,那里还掩藏着病毒界真正的“潘多拉魔盒”——远古病毒。根据牛津大学科研团队的资料显示,北极永冻层中已经发现人类目前为止见过的最大病毒,它已经存在3万年时间,体积为普通病毒的30倍以上,而它只是永冻层中上万种超级远古病毒中的一种。

  2014年,法国艾克斯-马赛大学的进化生物学家克拉弗维(Jean-Michel Claverie),率领团队成功“复活”了两种封存在西伯利亚永冻土中长达3万年之久的巨病毒,它们一经复活,即刻具有传染性和杀伤力。

  克拉弗维表示,“我们可以从早已灭绝的尼安德特人(约12万-3万年前居住在欧洲及西亚的古人类)的遗体上采集到该病毒,这表明能将一种病毒从地球上‘消除’的想法是错误的,那只是一种虚假的安全感。”

  

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  ▲肯尼亚首都内罗毕附近,一名“摩的”司机戴着自制的口罩。4月10日,世卫组织总干事谭德塞表示,非洲国家疫情发展迅速,并出现大量卫生工作者感染。图据美联社

  正因为如此,许多专家纷纷发出警示:人类不可抱有侥幸心理,防疫的根本还是要靠主动出击——控制传染源,并积极研发特效药和疫苗。

  不可否认,病毒是自然创造的冷血杀手。人类历史上最大的浩劫,不是生灵涂炭的世界大战,不是惨绝人寰的种族屠杀,而是不分国界、种族、性别与年龄的瘟疫。但另一方面,它也像高悬人类头顶的达摩克里斯之剑,时刻提醒狂飙突进中的我们,敬畏规则,敬畏自然。

  

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  ▲在生命体漫长的进化过程中,病毒始终与生命体如影随形。图据《Discover》杂志

  作为存在了几十亿年的地球“元老”,病毒一直伴随着人类演化,并深刻影响着人类生活的方方面面——重塑人口结构、影响全球经济、推动科研与医疗发展,甚至悄然改变人们的文化和饮食习惯。可以肯定的是,在极其漫长的历史进程中,它都是、也将是人类需要不断适应与应变的强大力量。

  


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