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高福详解病毒:与免疫系统的关系就像“猫鼠游戏”

科普中国网 2019-11-19

  病毒被称为“人类看不见的敌人”,历史上,人类与病毒斗争惊心动魄。像“西班牙流感”病毒、SARS、和埃博拉病毒均成了人类挥之不去的梦魇。此刻,那些过往的或者未被发现的病毒可能幽灵般潜伏在某处,伺机对人类发起致命的一击。幸运的是,科学家的工作让我们对病毒有了更多的了解,病毒也不再神秘,不再像以往一样可以“为所欲为”。

  近日,科普中国网采访权威病毒学专家——中国疾病预防控制中心主任高福院士。高福院士从学理和历史的角度深入浅出地对病毒做一次全面的科普。

  高福,中国科学院院士、第三世界科学院院士、美国国家科学院外籍院士,国家杰出青年基金获得者,国家973项目首席科学家,中国科学院“百人计划”入选者。

  高福现担任中国疾病预防控制中心主任,主要研究方向为病原微生物跨种间传播机制与分子免疫学,主要从事T细胞识别、流感病毒等囊膜病毒侵入的分子机制、禽流感等动物源性病原跨种间传播的机制研究等。

  看不见的敌人

  科普中国网:病毒对普通人来说既熟悉又陌生。那究竟什么是病毒,人类和病毒之间是什么样的关系?

  高福:病毒,就像跟看不见的敌人。你不知道它什么时候来,什么时候走,可以说是“来无踪,去无影”。

  目前所知,感染人类的病毒有上百种,如果算上未知而存在的,病毒的种类成千上万,而我们对病毒的认知太少了。自然界存在好多病毒,时不时就会跳出一些来。就像SARS虽然来了又走了,可实际上在2015年,SARS的“弟弟”或者“妹妹”MERS又来到了中国(因为无法鉴定病毒的性别,所以不知道是弟弟还是妹妹)。

  像SARS、MERS这样的病毒现在已经搞清楚了,不是来无踪、去无影,而是“来有踪、去有影”。所谓的“来有踪”,就是我们已经查明SARS、MERS这些病毒是从蝙蝠身上来的。(题外话:现在看来,蝙蝠这个动物携带了好多对人类、动物来说都是高致病性的病毒,就连流感病毒的远亲也是最早由蝙蝠携带。)SARS的原宿主本来是蝙蝠,再从蝙蝠“跳”到人身上,就引起了免疫系统的反应。

  什么是免疫系统?人的身体里有一群细胞,识别非正常细胞,比如癌变细胞,发现后就格杀勿论,也就是我们常说的免疫监视:看到了,行动,杀掉你。打个比方,小区里值班的保安因为天天见你,很熟悉你,所以不会阻拦你进出,但当他看到陌生人肯定会加以干涉。我们的免疫系统基本就是这样,对已经熟悉的“自我”不管,对不熟悉的、没见过的“非自我”一定要给他监视、观察。我经常开玩笑说,人的免疫系统就像朝阳大妈维护治安,防止“坏人”入侵。

  一般来说,有些病毒在与人类长期共生中,已经与免疫系统达成了“共识”。比如大家经常有嘴巴周围“长泡”的情况,在免疫力低下的时候发生,过两天又自愈了。这个是单纯的疱疹病毒,已经和免疫系统形成了一个相互认识的关系,免疫系统认识它又消灭不了它,只好和平共处。

  但是,当SARS病毒来临时,人类的免疫系统从来没见过,以为多大的敌人来了,所以把免疫系统都号召起来,“杀”将上去。这时就特别容易发生一个叫做“细胞因子风暴”的情况:即免疫细胞反应太快、过于强烈,以致于最后置人死地的并不是病毒本身,而是病毒引起的免疫反应这就是我们所说的“不适应”。人体对以SARS为代表的病毒的反应大致如此,这一类病毒就包括我研究的埃博拉。

  形象的说,病毒和免疫系统的关系就像“猫鼠游戏”。单纯疱疹病毒,包括流感病毒,人类既能跟它战斗,同时又不能把它消灭掉,形成跟人和平共处的关系,也就是迪士尼动画片中的Tom和Jerry。但SARS病毒是野老鼠,猫把它吃了,吃了就没了。

  科普中国网:马上又到流感“肆虐”的季节了,流感病毒是Jerry还是野老鼠呢?

  高福:每年的10月初,季节性流感就开始在北京高发了,10月、11月尤其厉害。因为每年都跟人类相伴,我们把流感病毒定义为“躲也躲不过的敌人”,就跟咱们刚才说的疱疹病毒一样。 但是偶尔会出现一个变化特别大、独立性很强的流感,也就是大流感。大流感不同于季节性流感,它有可能是野生迁徙鸟类在其他地方混合的基因片段,再重新配对回来形成的一种新型病毒。免疫系统没见过,致病率、致死率非常高。

  SARS即使“卷土重来”也不用怕

  科普中国网:刚才您说,人类直接把SARS这个病毒消灭了。但是如果有一天,一些类SARS的病毒再回来,因为它的宿主已经没有了,那我们人体怎么去识别它?还有一个“媒体之问”:SARS再回来,我们做好准备了吗?

  高福:SARS完全可能再回来,这种可能性是有的。

  人类在不断进化,科学在不断进步。我们已经查明SARS这一类病毒属于冠状病毒,这个病毒表面在电镜下观察,周围就好像有一个皇冠,因此而得名。人类对冠状病毒的认识还很肤浅。上个世纪,我们才开始认识冠状病毒,截至目前发现的(已知的)冠状病毒不过十种,根据报道,有的甚至只感染过一个病人。但现在看来,SARS或者SARS样、SARS类病毒确实是人类面临的非常重要、可能感染人的病毒。不排除多少年后,人类对SARS就没有抵抗力了,SARS或者SARS样病毒会再回来。所以从做研究的角度上讲,就要把研究做好,把疫苗储备好,把药物储备好,这是全世界科学家在努力做的一件事情。

  目前我们已经掌握了技术储备,征服SARS病毒需要什么样的疫苗,这个基础研究已经非常清晰了。我很有信心的告诉大家,如果出现SARS,人类会很快搞出一个疫苗来。那为什么没有生产疫苗呢?因为SARS现在没有了,生产的疫苗谁会打?我们要把资金投入到比防控SARS更重要的其他疾病的疫苗生产生产中去。

  病毒之所存,亦为疫苗之所生

  科普中国网:人类学会和病毒“相处”了吗?

  高福:人类的终极目标是消灭病毒,但是人类在自己认识病毒和免疫系统的过程,有些病毒可能不知不觉已经变成了Tom和Jerry的关系,比如刚才举例的疱疹病毒。但人类最后是否能把它消灭掉呢?我相信,随着科学研究的深入,总有一天会找到消灭它们的办法。

  比如,人类干掉的一个著名病毒就是天花。我们现在很少遇到有麻子脸的人,那是因为在1980年,人类通过疫苗免疫把天花病毒消灭了。地球上很多物种说没就没,比如澳大利亚的袋狼、非洲的渡渡鸟,但这都不是人类有意行为,是由于人类对这些物种的生态环境的破坏,无意间造成的。而天花病毒是人类第一次在地球上有目的、有组织的消灭的生物,同时也开启了人类免疫学学科。基于一些免疫治疗,人类可以把一些肿瘤变成慢性病。这就是人类在消灭天花过程总结经验并归纳出来的,也就是现代免疫学。现代免疫学帮助人类对身体进行更好的保护。由于天花疫苗的产生和理论的延伸,人类研究出更多的疫苗来防控肝炎(甲肝,乙肝)和小儿麻痹等,效果非常非常好。

  但是就目前来说,人类的认知进入天花板时期,俗称“卡脑子了”。典型的案例就是全球所有科学家,所有疾病预防控制工作者,努力了近40年,还没有艾滋病疫苗。依靠现有知识解决不了,那未来有可能解决吗?我想会的,这就是科学发展的阶段性规律。

  未来人类可能“百毒不侵”

  科普中国网:病毒一定都是坏的吗?

  高福:病毒也好,细菌也好,从严格的意义上讲,没有好坏之分。这也就回答了你这个问题:不是所有病毒都是坏的,有些病毒是好的,细菌也是。有些专家就不赞同病原微生物这一说,微生物就是微生物,好坏都是相对的。有些病毒对人类还是非常有益处的,比如一些在胃肠道驻扎的细菌噬菌体就是病毒,细菌的病毒有利于维持我们肠道内的细菌平衡,这个平衡一旦被打破,人就会生病。现在研究还发现,现在胃肠道的微生物跟老年痴呆以及很多疾病都有关联。比如,打疫苗打的好不好,跟你当天的微生物菌群的状态有关系。

  科普中国网:如果从科幻角度出发,人类有没有可能有一天“百毒不侵”,进化成一个病毒都难以侵入的个体?

  高福:在人类和病毒长期斗争的漫长进化过程来看,这个完全有可能。人在进化,病毒自己也在进化,就像人类把天花消灭了,但是又来了艾滋病毒和流感病毒,比天花还厉害,我们也没能把它们消灭。

  从理论上讲,只要人类把疾病防控一步一步做下去,通过长期的进化和选择,人类就会变得刀枪不入。人类曾经面对的最大的一场瘟疫是鼠疫,当年欧洲有一半的人都被鼠疫消灭了。科学家分析,认为留下的这些人正好是对鼠疫有抵抗能力的,而一些易感的人都被鼠疫消灭掉了。所以,长期的进化选择可以把一部分人进化成为对各种疾病都有抵抗能力的个体。

  

  《流感病毒——躲也躲不过的敌人》,高福、刘欢著,科学普及出版社2018年12月出版

责任编辑:王超

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