人类从诞生到进化成现在的模样,经历了艰苦卓绝的历程,我们的祖先在那个科技几乎停滞的时代,不仅要面对猛兽的袭击和恶劣的天气,还有一个更大的敌人,它一经出现往往就会为人们带来灭顶之灾。
它就是“病毒”,在分子生物学有所发展之后,我们发现病毒的构造其实十分简单,但是它却能凭借着如此简单的躯壳,轻松地攻破人类的免疫系统,不费吹灰之力就将人类置于死地。
天花病毒人类在漫长的时间内都面临天花病毒的威胁,无数人因它而丧命,直到疫苗诞生,世界卫生组织宣布天花正式在野外被消灭,大家都无法忘记曾经它肆虐全球时的血腥景象。
【资料图】
而被认为已经灭绝的天花病毒重新在美国“出现”,会带来怎样的危害?“天花病毒的狂欢”是否会再度席卷全球?
在美国发现的天花病毒
病毒与人类病毒以一种微生物的形态,长期潜伏在人类文明当中,不少生物学家都认为病毒的起源早于人类,它应该在远古细胞进化出来时就已经存在了。
在远古人类的书籍当中,描写人世间经历的灾难,除了洪水以外,最为恐怖的就是“瘟疫”。病毒的微小使人们察觉不到它们的存在,就像隐藏在深处的暗箭,杀人于无形。古巴比伦的史诗《吉尔伽美什》中就有不少关于瘟疫病毒的记载,它常常被认为是神的天谴。
病毒模拟图一
那么从现代的分子生物学角度来看,病毒又是怎样的呢?生物学家指出病毒是目前世界上发现的“最小生命单位”,大小只有红细胞直径的五十分之一,它的繁殖和生存都需要依托其它细胞或者个体,因此它其实并不是独立存活的生物。它的生命形式十分低级,和其它复杂的细胞相比可以说是非常简单了。
氨基酸单位重复构成位于病毒表面的蛋白质规则多面体形状,遗传物质核酸包裹于其中,部分病毒表面还包有主要由双亲性脂类构成的囊膜。
体内的病毒模拟图
简单来说,就是几种蛋白质和一条核酸,就构成了一个“病毒”,很难想象这样简单的物质可以攻破人体的重重免疫防线。因此生物学家指出病毒的起源可能有以下几种,但不论是哪一种,都说明它是早于人类出现的。
第一种就是认为病毒在细胞诞生之前就出现了,我们的“细胞始祖”原核细胞和真核细胞甚至都是由病毒进化而来的。
第二种则认为病毒和细胞一起产生,在这个过程中病毒寄生在细胞身上生存。
最后一种认为病毒是细胞退化或者变异之后的产物。总之,关于病毒的起源,到现在都尚未定论,唯一能确定的是它的出现时间最少比人类早十几亿年。
病毒模拟图二
虽然病毒看起来确实是无孔不入的,但是人体针对它们还是设置了重重防线的。病毒想要进入人体一般有五个途径,分别是皮肤、结膜、泌尿生殖道、消化道和呼吸道,感觉最常见的是呼吸道,想流感、肺炎等病毒都是从这里进入人体。
病毒在侥幸进入人体之后,就会面临人体免疫系统的攻击,免疫系统是人类在漫长的进化中进化而来的,里面有专门负责吞噬病毒的巨噬细胞,释放入侵信号的干扰素,以及负责助攻和后期修复的C-反应蛋白等。
游走的病毒模拟图
至于我们生病时常常会伴有发烧症状,其实也是免疫系统在利用提高身体温度的方式,降低病毒的繁殖速度。根据研究数据表明,人的体温每上升1℃,病毒的繁殖速度就会降低6.3倍,此外免疫细胞也会因此充能,活性增强5到6倍。
可是天花病毒就好像是天生知道人类的所有弱点一样,钻了许多空子,最终将免疫系统彻底击溃,并且蔓延到了全球,天花究竟有多厉害?
病毒模拟图三
古老的天花病毒天花病毒是一种烈性的传染病,其病毒具有潜伏期长、易感染但变异性弱的特征,潜伏期通常为7到17天,因人而异。初期并不会有很明显的反应,只会感觉到头晕、疲劳,可能还会有发烧的症状,让人觉得这不过是一场小小的感冒。
但是过了约3天以后,身体上就开始出现红疹并且化脓,这些大大小小的脓包会遍布全身,看起来非常恐怖。再过4周,这些脓包会变成疥癣,即使脱落,也会在皮肤上留下像麻子一样的疤痕。值得一提的是,天花病毒只会感染人类,就好像是专门为人打造的一样。
天花病毒实际上属于痘病毒科,和我们知道的牛痘、猴痘属于同一颗,是双链DNA病毒,病毒外观看起来是卵形或者砖型,大小一般为300×200×100纳米,直径200纳米。它的活性很强,即使处于低温条件,也能存活很久。
天花病毒示意图
但是在60℃以上的液体当中,天花病毒只能存活30分钟,这大概就是人类在被天花感染时发高烧的另一原因,免疫系统在对症下药,不过显然人体是不能烧到60℃的。与常见的DNA病毒不同,天花的繁殖复制依靠细胞质并不依靠细胞核,这就为它的蔓延提供了方便。
天花还可以分为大天花和小天花,二者症状完全相同,但是致死率相差很大,大天花的致死率最高可达33%,小天花则只有1%。
天花病毒之所以可以快速肆虐全球,是因为它的传染途径。它主要依靠空气传播,而人每时每刻都在呼吸,因此偶遇天花患者很难避免遭殃。并且感染者的衣物、皮痂等也能够作为间接传染源。
天花病毒
在相关记录当中,天花最早在古埃及就已经出现了,比如公元前1156年去世的埃及法老五世的木乃伊上就出现过天花皮疹。不过不少历史学家指出,天花出现的时间远比这更早,可能最早在非洲的人类祖先就已经遭受过天花病毒的侵袭,非洲神话当中的索博娜神就是它的化身。
疫苗出现之前,假如感染了天花,就只能听天由命,看造化了。爆发性感染者在5天之内就会身亡,尸体通常布满脓包,那里面的物质是是人体各个组织受到破坏后流出的组织液。即使有幸痊愈,身上的红色疮疤也会永久保留,还伴随着失明的危险。
天花病毒建模图
天花致死的血泪历史大家仔细想想,天花病毒的症状如此恐怖,传染途径又是空气,所以极易散播,在没有疫苗出现时,它就和“死神”降临没有区别,根据统计,天花病毒自出现后,在有相关记录的情况下,就已经夺走了3.5亿人的生命。
比如在1519年时,西班牙人踏上美洲大陆,准备入侵其中一个强大的国家叫阿兹特克帝国。据悉这支西班牙军队仅有600人,但是一个感染天花的士兵被俘虏,很快疾病就在这个帝国中蔓延,一半多的人口都死于天花病毒。
天花病毒传染性很强
我国的人民也同样深受其害,清朝时政府一旦发现有天花疑似患者就会将其丢出城外自身自灭,在天花肆虐时皇帝甚至会返回东北居住一段时间,毕竟没有抗体,一旦感染就是九死一生。
像我们大家熟知的缔造康乾盛世的康熙,他在小时候就曾感染过天花,或许是吉人自有天相吧,他不仅活了下来还拥有了抗体,这之后再也不怕病毒爆发。不论是皇族还是百姓,只能说病毒面前人人平等。
20世纪60年代,全球仍然有33个国家流行天花,大多数为非洲亚撒哈拉国家、巴西和东南亚,每年病例数估计为1000 万~1500万例,死亡200余万例。
康熙皇帝小时候得过天花(剧照)
人类的顽强抗疫史中国算得上是很早就有“抗疫”意识的国家,天花病毒最早出现于中国的时间应该是光武帝时期。病毒是跟着越南战俘一起进入的中国,因为天花使人皮肤长出脓包的特征,当时的古籍称它为“虏疮”。
到了宋代时就已经出现了“以毒攻毒”的方式,一般会让健康的人主动感染天花,以此产生抗体。毕竟天花虽然传染性强不易被防范,但是几乎不能变异,这就是我们常说的“得过一次,终生免疫”。清朝康熙年间,就已经开始熟练地接种“人痘”了。
法国哲学家伏尔泰曾在《哲学通讯》中专门称赞过中国人的这种伟大创造:“这是被认为全世界最聪明、最讲礼貌的一个民族的伟大先例和榜样。”
中国古代“种痘”
远在英国的乡村医生爱德华·琴纳发现挤牛奶的女工都有天花抗体,询问之下才得知她们感染过牛痘,这种病毒也会使人身上出现痘疮,但是很快就能痊愈。之后,他在一个八岁小男孩的胳膊上接种了牛痘,发现他确实获得了抗体。
经过研究才发现,牛痘和天花的病毒十分相似,人体在感染牛痘之后,免疫系统的细胞就会记录下来,等到天花出现时就能立即将其捕杀,实际上是把这两个病毒认成同一个了,傻傻分不清楚,反正出现就捕杀。
而通过前文我们知道天花变异能力很弱,因此人们在接种牛痘苗之后,就能有效地抵抗天花了。在不断地推广疫苗接种之后,天花渐渐从世界上消失了。
西方接种“牛痘”
美国的天花再现?人们成功消灭天花之后,还是有不少病毒株存放在高级生物实验室当中。虽然这些研究所安全系数极高,病毒也放置在零下一百多度的液氮当中,但是还是有意外发生。
比如2014年7月1日,美国的国立卫生院研究院搬家时就发现了遗漏的天花病毒样本瓶。美国国土安全部(DHS)领导层在2021年11月16日收到一份警报,美国制药巨头默沙东公司在费城城外的一家疫苗工厂内,发现了几个小瓶子,小瓶子外的标签则标注着“天花”。
显微镜下的天花病毒
美国表示保留天花病毒毒株是为了研究出新型的有效疫苗,但是这几次新闻不免让人心惊胆战,如果天花病毒再度爆发,又会为人类带来怎样的灾难?
此外,其实世卫组织已经多次表示应当尽早消灭毒株,防止有心之人利用。消灭传染源无疑是最明智选择,不过随着冻土融化,冰层下那些感染过天花的尸体将带着它重现天日,而目前尚存疫苗的只有瑞士,假如天花病毒卷土重来,我们又该怎么办呢?
天花病毒传播很快