病毒的起源

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作者：路人丙來(lái)源：美中藥源

2020-04-06

自然界是個(gè)異常嚴(yán)酷的生態(tài)系統(tǒng)，現(xiàn)在我們看到的世界是無(wú)數(shù)物種經(jīng)過(guò)幾十億年廝殺的凈結(jié)果。每個(gè)物種、無(wú)論高低貴賤都是經(jīng)過(guò)自己努力獲得的一席之地，這是個(gè)非常公平的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程、誰(shuí)也沒(méi)有受到特殊照顧。有些高等生物如恐龍?jiān)诟?jìng)爭(zhēng)中被淘汰，現(xiàn)在每年約有200-2000個(gè)物種在消失、這是非常高的淘汰率。而在這樣嚴(yán)酷的爭(zhēng)斗中一窮二白的病毒不僅長(zhǎng)盛不衰，而且偶爾能令最高等生物的正常運(yùn)轉(zhuǎn)在幾個(gè)月內(nèi)徹底停止。今天我們就聊一聊病毒的起源。

病毒本身并不能算是活體生物，因?yàn)椴《炯葻o(wú)能量代謝系統(tǒng)也沒(méi)有蛋白表達(dá)系統(tǒng)的基本零件如核糖體。病毒要復(fù)制必須依賴(lài)宿主細(xì)胞，所以似乎病毒應(yīng)該是在細(xì)胞出現(xiàn)之后才出現(xiàn)的產(chǎn)物。一個(gè)理論認(rèn)為病毒是高等生物細(xì)胞丟失的遺傳物質(zhì)。高等生物的基因組有大段基因可以從染色體的某一段轉(zhuǎn)移到另一段，這些所謂轉(zhuǎn)座子占人體基因組的40%。這個(gè)功能也被用于CAR-T的制作，如Ziopharm的睡美人系統(tǒng)。所以有可能這些可以有一定功能的基因片段從細(xì)胞中流失而成為獨(dú)立的病毒，如同太上老君的貓狗下凡成了妖怪。還有一個(gè)理論認(rèn)為病毒是某些高等生物因?yàn)闊o(wú)法適應(yīng)環(huán)境變化而逐漸衰敗失去了能量代謝、蛋白表達(dá)等功能，變成完全依賴(lài)其它物種的寄生遺傳物質(zhì)。這兩個(gè)理論都有一定數(shù)據(jù)支持，但也都有一定缺陷。一個(gè)重要疑點(diǎn)是多數(shù)病毒所表達(dá)蛋白在現(xiàn)在已知細(xì)胞中并無(wú)對(duì)應(yīng)的蛋白，所以似乎與現(xiàn)代細(xì)胞并非同根共祖。

第三個(gè)理論認(rèn)為病毒在細(xì)胞出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在，但沒(méi)有細(xì)胞和蛋白質(zhì)的支持病毒怎么組裝和復(fù)制是個(gè)明顯問(wèn)題，這可能就涉及生命起源這個(gè)更根本的問(wèn)題?，F(xiàn)在多數(shù)生物學(xué)家認(rèn)為最早能復(fù)制的物質(zhì)不是DNA（在蛋白的支持下），而是不需要蛋白支持就能復(fù)制的RNA。RNA不僅能儲(chǔ)存遺傳信息、而且可以具有一定催化功能，所以可以自我復(fù)制、傳播遺傳信息。雖然這是一種非常艱苦的生存方式，但畢竟也是一種生存方式。隨著細(xì)胞的出現(xiàn)病毒脫貧進(jìn)小康，依賴(lài)宿主細(xì)胞的蛋白系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)制、生活條件得到顯著改善。病毒可能與細(xì)胞出現(xiàn)前的生命形式本來(lái)就很接近、曾經(jīng)與史前生命一起撒尿和泥，可能陰差陽(yáng)錯(cuò)缺少了某些關(guān)鍵部件失去了演化成高等生命結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)。

病毒是多種多樣的，有新冠這樣的RNA病毒、也有DNA病毒；有單鏈病毒、也有雙鏈病毒；有的病毒很小、有的則相對(duì)較大。所以病毒的起源可能也有多種途徑、本來(lái)就來(lái)自五湖四海。甚至上面三個(gè)理論可能都不存在本質(zhì)區(qū)別，病毒只是高等生命的動(dòng)畫(huà)版。病毒也并不是總是威脅宿主的生存，否則這個(gè)弱勢(shì)群體在遇到人類(lèi)之前可能就被其它相對(duì)低等生物消滅了。有理論認(rèn)為病毒對(duì)高等生物的基因組編輯十分重要，某些細(xì)菌如果免疫系統(tǒng)過(guò)強(qiáng)清除病毒過(guò)度反而降低生存能力，我們?nèi)祟?lèi)也正在研究利用溶瘤病毒抑制腫瘤的增長(zhǎng)以延長(zhǎng)人類(lèi)壽命。

當(dāng)然無(wú)論這些病毒的存在對(duì)其它物種有多么深遠(yuǎn)的意義，如果威脅某個(gè)物種的生存這個(gè)物種就需要有對(duì)抗病毒的防御系統(tǒng)。所有我們今天能看到的物種都已經(jīng)擊敗了威脅它們的病毒，從細(xì)菌的CRISPR、高等生命的RNAi、以及更高等生物的天然和獲得性免疫系統(tǒng)，病毒面臨的威脅是多方面的。人類(lèi)除了自己的天然防御系統(tǒng)，還有使用化學(xué)工具的能力、用藥物強(qiáng)化這些防御系統(tǒng)或干擾病毒本來(lái)就捉襟見(jiàn)肘的生存體系。之所以我們面對(duì)新冠無(wú)能為力主要是我們對(duì)病毒缺乏重視、而不是技術(shù)問(wèn)題。有了這次教訓(xùn)希望國(guó)際社會(huì)能投入一定資源開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)廣譜抗病毒藥物，用幾十億的開(kāi)發(fā)成本避免數(shù)萬(wàn)億的經(jīng)濟(jì)損失是個(gè)高回報(bào)投資。

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