那些比新冠还可怕的病毒

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病毒与细胞之间的战争长达数十亿年,在新冠之前,有过无数更惨烈的战役

一旦一种新的兼具杀伤力和传染性的病毒从自然界成功跨越到人类身上,总能造成巨大的灾难和恐慌

这场战争的源头可以追溯到大约 40 亿年前,那时地球由单细胞和病毒主宰,它们是一对宿敌。关于细胞与病毒在进化树上孰先孰后,科学家们并无定论。有的科学家认为,地球上的万物之源是一个包含一串单链 DNA 的细胞,所有生物,包括动物、植物和微生物,都从这个史前祖先进化而来,而病毒则由细胞在进化过程中「抛出」的细胞组分演化而成;也有观点认为,病毒先于细胞出现在地球上;还有人认为,病毒和细胞是平行起源的,并在进化中形成了病毒寄生于细胞的关系。

无论如何,病毒与细胞之间的战争亘古至今。经过近 40 亿年的进化,生命进化树上的原核细胞及真核细胞一支已经进化出高等智慧生命——人。人体由约 120 万亿个细胞组成,但在人体内,战争从未止息。英国广播公司 (BBC) 出品的纪录片《细胞战场》(Battlefield Cell) 生动再现了人体细胞与腺病毒之间的大战:手握「钥匙」的病毒突破人体的层层防线,骗过细胞膜的「卫兵」进入细胞内,利用「搬运工」蛋白质、细胞架、线粒体,抵达细胞核,释放 RNA,劫持细胞系统为其所用,复制合成更多的病毒。最终冲出细胞,与免疫系统正面开战。

「每时每刻,你的身体中正进行着一场大战。这场起源于几十亿年前的战斗现今仍在我们每个人的体内发生。这是关于病毒入侵的故事——细胞的生死之战。」这部纪录片总结道。

科学家认为,病毒之所以能够利用细胞的多种机制成功入侵、攻击细胞核,是因为病毒与细胞核由相同的物质构成。它和人类祖先的祖先一样古老,它也在不断进化。

但大多数病毒已不足为惧。在与病毒旷日持久的战争中,人类进化出了强大的免疫系统。这个系统有记忆力,自远古以来,凡是曾经与之交手的病毒、病原体都会被它记住。在它们再次入侵时就会被免疫系统打败并控制或清除。

可怕的是新对手。若是某种对人体细胞兼具杀伤力和传染性的新病毒,经由自然界的动物宿主或外来人口传播至人群中,免疫系统对它没有任何经验记忆,便可能酿成巨大的灾难。在漫长的人类历史上,这种情形发生过很多次,比如天花病毒随欧洲人入侵美洲,导致美洲土著人几乎种族灭绝,玛雅和印加文明灭亡;1918 年西班牙流感在全球杀死了约 5000 万人 (也有研究称近 1 亿人);艾滋病病毒 (HIV)30 多年间已致死 3200 多万人。

虽然人体与病毒之间的大战从未停止,但人类真正知道这个对手的存在,却仅有短短 100 多年时间。19 世纪末,荷兰微生物学家马丁努斯·贝杰林克意识到有一种比细菌更小,小到可以穿过陶瓷过滤器的生命形式会导致疾病,他将这一生命形式命名为 virus(病毒)。这是一个拉丁单词,意思是毒药。贝杰林克将病毒称作「有感染性的、活的流质」。

现在我们知道,病毒是已知最小的微生物 (最大的 600 纳米长),靠寄居细胞完成生命过程,它惟一的生存目的是利用细胞复制自己。从数量上讲,病毒这种最简单的生命形式是这个星球真正的主人。1989 年,挪威卑尔根大学的奥伊文·博格团队用电子显微镜计算病毒数量,在每毫升海水中共找到 2.5 亿个病毒颗粒。当然,可以感染人体细胞的病毒并不多,仅 1400 多种,且绝大多数不致病。

文明的发展为病毒传播创造了条件。人口增长、畜牧业发展、城市化进程、现代交通工具的发明,使病毒可以在更短的时间内感染更多的人,比如此次新冠病毒在短短两个多月便在全世界感染超过 10 万人。

另一方面,科技进步也大大提升了人类对病毒和细菌传染病的胜率,使免疫系统不再孤军奋战。1796 年,英国医生爱德华·詹纳将牛痘接种到一名 8 岁男童身上,使其对当时最可怕的传染病病毒——天花产生了免疫力,由此诞生了世界上第一支疫苗。1885 年,细菌理论的创建者、法国微生物学家路易斯·巴斯德自制狂犬疫苗挽救了一个 9 岁男孩的生命,开启了以现代方法制备疫苗之路。而在此之前,狂犬病毒的致死率高达 100%。同时期另一位伟大的医学家、德国人罗伯特·科赫则成为病原细菌学的奠基人和开拓者,他找到了防治炭疽、伤寒、结核病、霍乱和鼠疫的路径,还提出了著名的研究病原微生物的「科赫法则」。1928 年,英国科学家弗莱明发现了青霉素,随后多种抗生素问世,人类不再对致命的细菌、真菌引起的传染病无计可施。

近 100 年来,得益于疫苗和抗生素,人类取得了对微生物传染病的了不起的胜利。历史上杀人如麻的传染病,比如三次大流行杀死欧洲上亿人 (三分之一人口) 的鼠疫杆菌引起的黑死病、新弧菌引起的霍乱、结核病杆菌引起的肺结核、炭疽杆菌引起的炭疽热、伤寒杆菌引发的伤寒、麻风杆菌引起的麻风病,以及病毒感染导致的天花、麻疹、小儿麻痹症 (脊髓灰质炎) 等疫病,在世界上绝大多数地区都已绝迹或得到控制。

但战争仍在继续。病毒在不断重组、进化,变得越来越狡猾。21 世纪以来,不断有陌生的病毒从其他哺乳动物跃迁到人类,比如西班牙流感病毒、HIV 病毒、马尔堡病毒、埃博拉病毒、H1N1 病毒、SARS 病毒、MERS 病毒……一旦一种新的兼具杀伤力和传染性的病毒从自然界成功跨越到人身上,总能造成巨大的灾难和恐慌。这是因为人类对新型病毒不了解,特效药和疫苗的研发,都需要时间。

当下的新冠病毒,只是上述不断变长的名单上添加的一名新成员。鉴往知来,财新记者重述天花、西班牙大流感、埃博拉以及艾滋病这四种病毒的故事,以史为鉴。

杀人如麻的天花病毒

「天花无时无刻不在提醒人们它的存在:教堂后院里越积越多的尸体……它会在痊愈者身上留下终身的伤痕。它将婴儿变得面目全非,连怀抱他的母亲看了都会为之一颤;热恋的夫妻们凝望着彼此的眼睛和脸颊,心底却笼罩着深深的恐惧。」19 世纪英国史学家托马斯·麦考莱在其著作《英国史》中这样描绘天花 (smallpox) 疫情。

天花病毒可能是人类历史上致死人数最多,对历史进程影响最大的病毒了。17–18 世纪是天花疫情的暴发高峰期,当时的伤亡缺乏统计数据。据《微生物猎手》(Microbe hunters, then and now) 一书,仅 20 世纪天花病毒就杀死了约 3 亿人。美国传染病学家唐纳德·亨德森撰写的《天花:一场疾病的死亡》一书则显示,天花还存于地球的最后一个百年里 (1877–1977 年),估计有大约 5 亿人死于天花。

天花病毒的起源已无从考证。据美国免疫学者内森·沃尔夫的《病毒来袭》一书,天花有可能源自一只感染了已知与天花病毒亲缘关系最近的骆驼痘病毒的骆驼,使病毒从啮齿类动物跳跃至人群。

1987 年纽约 Abradale 出版社出版的《医学史》中提到,天花病毒可能在 3000 年前就已存在。公元前 1156 年去世的埃及法老拉美西斯五世的木乃伊上存在被认为是天花皮疹的痕迹。据《大英百科全书》的记载,科学家们曾从立陶宛一个木乃伊小孩身上分离出了天花病毒,其 DNA 分析结果表明,天花病毒至少在 17 世纪就已经出现了。这一发现是天花病毒可考的最早的直接证据。

天花病毒是一种较大的双链 DNA 病毒,长约 230–300 纳米,有囊膜。它的传播力强,毒力也很强,通过接触和空气吸入传播。病人的咽喉会出现疹子与脓疮,也会通过病人的呼吸道散播到周边环境之中。「从喉咙里长起一块疹子开始,直到最后一块疤痕脱落,病人始终极具传染性。」耶鲁大学医学史教授弗兰克·斯诺登 2010 年在一次讲座上说。天花的次生传播方式还包括母婴传播和污染物传播 (即患者用过的床单、裹尸布等)。

感染天花病毒后,人体会出现严重的病毒血症和皮疹,皮疹形成脓包、脱痂及瘢痕,看上去非常可怖。天花的潜伏期一般为 12 天,接下来为预暴发阶段——天花病毒进入血液系统,最终在表皮层下的皮肤血管中固化沉降。人体内的病毒载量达到一定量后,免疫系统会迅速作出反应,出现天花症状。基本症状为全身出痘,痘中有脓,随后一些病例会出现败血症,还有些则会出现中枢神经系统感染。

出痘 10–14 天后,痘痘就会结痂,痂中仍有活病毒。一些患者开始呈现出脓包彼此分离的症状,此时死亡率会降至 9% 以下;如果脓包相互靠近出现「半融合」症状,死亡率则会达到 37%;对于脓包相互连接并形成网状的融合天花病例,死亡率则高达 65%。整体而言,天花的死亡率在 30% 左右。除了典型天花,出血型天花意味着人体凝血机制损坏,死亡率为 100%。暴发型天花没有外在表现,平均 36 个小时即死亡,尸检时发现呼吸道、消化道及心肌部位有大出血的症状。

即使患者逃脱了死亡的命运,仍无法避免留下终生的疤痕或失明。世界卫生组织 (WHO) 披露的数据显示,65%–80% 的幸存者脸上有深深的凹痕和痘印;有些幸存者则会失明。在 18 世纪的欧洲,三分之一的失明病例是由天花引起的。

这种可怕的烈性传染病曾深刻影响了人类历史。它曾随着欧洲殖民者来到美洲大陆,史料记载,到 1519 年,美洲伊斯帕尼奥拉岛 (今天的海地岛) 三分之一的土著居民因各种「欧洲病」而死亡,包括天花、梅毒等。据《病毒来袭》一书,欧洲殖民者带到新大陆的天花病毒杀死了住在阿兹特克、玛雅和印加文明多达 90% 的居民。1614 年左右,天花成为席卷欧洲和中东的大流行病 (pandemic),并于整个 17–18 世纪在欧洲流行。

医药史学家认为,天花病毒甚至在英国斯图亚特王朝的覆灭中扮演了重要角色。1694 年,英国皇后玛丽二世感染天花并去世;1700 年,王位的惟一合法继承人、年仅 11 岁的威廉王子亦被认为是死于天花 (编者注:也有一些学者认为是死于猩红热),这使得王位一度无人合法继承。

「从它突如其来的暴发、对患者造成难以忍受的折磨、惨不忍睹的杀伤力、对人面容的损毁,以及其散发的恐怖气氛来说,天花是最恐怖的病毒。它的危害在人类疾病史上绝无仅有。」 美国疾控中心前副主任、传染病学家唐纳德·霍普金斯评论道。

以上是天花故事的 A 面,这个故事还有 B 面。天花疫情使人类找到了对付病毒性传染病的最有力武器——疫苗,同时它也成为有记载以来第一个被根除的全球性传染病。

早在 17 世纪,人们发现幸存的天花患者痊愈后会获得对天花的终身免疫力。这启发了当时的医生尝试人为植入温和化的天花,以避免人感染致命版的自然天花。于是,人痘接种法 (variolation) 和接芽 (inoculation) 分别出现在了亚洲和欧洲。

在中国,17 世纪的清代皇帝康熙年幼时得过天花并幸存下来。据故宫博物院院刊记载,康熙曾在执政期间推广人痘接种法。清代医学家俞茂鲲在 1727 年的著作《痘科金镜赋集解》中写道:「又闻种痘法起于明朝隆庆年间宁国府太平县……由此蔓延天下。」英国科技史学家罗伯特·玛格塔也在《医学的历史》中提到,古代中国人懂得将脓包结痂研成粉末吸入鼻腔,用来预防天花。

18 世纪,欧洲也出现接芽技术,其主要工艺是用一根线接取天花病人脓包中的适量液体,用刺血针在人的手臂上刺一个伤口,将线放入伤口中。一般在 12 天后,接种者会产生一个月的轻型天花症状,再用一个月左右慢慢康复,获得终身免疫。1746 年,英国伦敦建立了一所天花医院,接芽者可在那里接受看护和隔离。

但当时的接芽并不安全,经常出现让人直接生病死亡的案例,人们迫切需要更安全的预防方法。到 18 世纪中晚期,人们注意到与天花病毒同为痘病毒属的牛痘病毒。首个完成牛痘疫苗「人体实验」的,是来自英国格洛斯特郡伯克利小镇的乡村大夫爱德华·詹纳。格洛斯特郡是当时英国的制奶重地,詹纳发现,最容易得牛痘的挤奶女工好像从来不会得天花。1796 年,詹纳从一名挤奶工身上提取了牛痘感染性物质,给自家园丁的 8 岁儿子接种。过了一段时间,詹纳又冒险给他接种了活天花病毒。实验证明,人在接种过牛痘之后产生的抗体可以同时对牛痘和天花病毒起到免疫作用。这也被认为是人类历史上的第一个疫苗,疫苗的英文单词 vaccine,正是从「牛痘」一词变化而来。

1798 年,詹纳出版了《天花疫苗因果之调查》,他的发现在英国和西欧推广开来。《伦敦皇家社会的笔记与记录》中记载了一件轶事:19 世纪初,拿破仑让他麾下所有的军人接种了牛痘疫苗。彼时带队与英国交战的拿破仑授予了詹纳一枚勋章,并应詹纳的要求释放了两名英国战俘,原因是他「不能拒绝人类最伟大的恩人之一」。

上世纪 50 年代,WHO 披露全球每年仍有超过 5000 万例报告的天花病例。到 1966 年,第 19 届世界卫生大会宣布开展「根除天花全球行动」。那一年,全球报告病例已显著下降, 43 个国家报告了约 1000 万例天花病例以及 200 万例死亡。

大规模疫苗接种计划使接种人群达到全球总人口的 80%。此后,天花相继在南美、西非、中非和亚洲被根除。1977 年 10 月 26 日,索马里报告的一起自然发生病例,成为了人类历史上最后一例自然发生的天花感染。1980 年,WHO 正式宣布天花已从全球根除。目前,仅有美国和俄罗斯等国的国家实验室内仍保留了天花病毒的样本。

自此,天花成为历史上第一个于世间绝迹的人类传染病,疫苗接种也正式进入人类公共卫生体系,成为疾病预防的主要手段之一。值得一提的是,天花病毒自身的两个特征是其能被彻底根除的前提:天花病毒的惟一宿主就是人类,只能在人际间发生传播;其次,自然感染了天花病毒的患者幸存下来后将终身免疫,有助于控制传播途径和了解易感人群。

「天花是目前惟一一个完全由人类消灭的疾病。但天花或许只是一个例外,而不是一个范例。」弗兰克·斯诺登表示。

1918 西班牙大流感

「我有一只小鸟,名字叫恩扎 (Enza)。当我打开窗,恩扎飞进来 (in flew Enza,音同英文单词 In-flu-enza,即流感)。」这是 1918 年秋天美国流行的一段童谣。此流感与我们通常所说的流行性感冒不同,它特指 1918 年–1920 年间全球范围内暴发的那场「西班牙大流感」。保守估计,全球约有 5000 万人死于这场疫病,死亡人数是当时刚结束的「一战」战死人数的 4 倍。

这场大流感的元凶直到 80 年后的 1998 年才浮出水面。那一年有科学家宣布,他们从阿拉斯加的冻土层中挖出一具爱斯基摩女尸,并从她的肺部找到了引起西班牙大流感的 H1N1 流感病毒。

1918 年–1920 年,两年多的时间里三波大流感席卷全球,连与世隔绝的太平洋岛屿、北极圈都没能幸免,这场大流感的「零号病人」是谁?为何以西班牙国名命名?为什么年轻人的死亡率如此之高?为什么它在 1920 年的春天神秘消失?

一切都要回到 1918 年的春天。1918 年 1 月初至 2 月末,美国堪萨斯州哈斯克尔县的乡村医生劳瑞·迈纳发现,他接诊的患者中有不少人得了足以致命的严重流感,连县里最强壮的年轻人也因此倒下。迈纳嗅到一丝危险的气息,他向美国公共卫生部发行的周刊《公共卫生报告》发出一封预警信,称这会是「流感杀手」,但在当时未能引起关注。

3 月 4 日,距离哈斯克尔县 300 英里的美国第二大军营福斯顿报告了第一例流感患者——炊事兵吉切尔。不少新闻报道和纪录片据此认为,吉切尔就是这场大流感的「零号病人」。美国历史学家约翰·巴里在他的著作《大流感:最致命瘟疫的史诗》中提到,福斯顿与哈斯克尔之间「有一股虽小却时常往来的人流」。

正值「一战」末期,在通常有 5.6 万新兵驻扎的福斯顿军营,短短三周内便有 1100 多名士兵病重需要住院治疗,最终有 38 人死亡。福斯顿新兵被调遣到欧洲战场,最先抵达的是法国布雷斯特 (Brest),那里是美军最大的登陆点。而流感暴发的轨迹,和这些年轻人的步伐一致。

到了 4 月,流感在欧洲前线战场全面暴发,之后「引燃」各国本土。1918 年时,「一战」已持续四年之久,为了鼓舞士气,各参战国都会对新闻报道进行审查。但西班牙是中立国,媒体可以自由报道,驻马德里的国外通讯社纷纷报道称西班牙境内正在蔓延一场流感,连国王阿方索十三世都患此病。「西班牙大流感」这个名字也由此流传开来。

当然,1918 年大流感源自美国中心地带,再随着士兵的流行使病毒呈波浪形向外扩散,只是一种主流的推测。

到 1918 年 5 月底,印度孟买、中国上海和重庆、新西兰等地相继暴发疫情。尽管这次流感的死亡人数引发关注 (美国与欧洲大约有 25 万人死亡),但大部分人都恢复了健康。疫情的总体特点是病程短、病症也较温和,欧洲前线的士兵称它为「三日热」。到 1918 年 8 月,这场流感似乎开始沉寂,有英军指挥官宣称疫情已经不再蔓延。8 月 20 日,英国一份医学期刊评论道,流感疫情已全然消失。

人们没有想到,第二波杀伤力更强、范围更广的流感正在蓄势。到 1918 年秋天,美国、法国、西非的塞拉利昂都报告了死亡率更高的流感。在美国波士顿的德文斯 (Devens) 军营,疫情大约从 9 月 8 日开始。多本记录 1918 年大流感的历史书籍都不约而同地采用了一位军医罗伊的信来描述当时的惨状。1918 年 9 月 29 日,他在信中写道,营地平均每天有 100 人死去,包括护士和医生。有一阵子棺材供不应求,尸体就像小山般堆在一起,那场景比法国战场上尸横遍野还要触目惊心。

狭窄拥挤的军营、不堪的生活环境,是病毒滋生的绝佳土壤。一张军队医院的照片显示,在空旷简易如仓库一般的房子里,病床挨着病床,只有悬挂的白色床单将床位之间隔离开来。这波疫情开始后不到一个月,德文斯军营里已有 1.4 万人患病,750 人死亡。其他的军事基地也未能幸免。

流感继续蔓延。1918 年 9 月,美国费城暴发疫情,10 月 3 日,费城禁止了所有的公共集会,关闭了教堂、学校和剧院,公共葬礼也不得举行。「人们像苍蝇一样死掉」,「这个城市的生命近乎停滞了」,当时的人记录道。

由于血氧浓度太低,患上这种病症而丧生的人通常皮肤发紫,咳血,死前因缺氧窒息而痛苦挣扎。许多人在症状出现 48 小时内就过世。尸体解剖发现,他们的肺里积满了液体或血液。

接下来,第二波疫情开始在全世界范围内蔓延,几乎没有地方能免于厄运。1918 年 11 月 11 日,「一战」参战国正式宣布停战,此时正是流感暴发达到顶峰之时。大约在 1919 年 1 月,第二波大流感也渐渐平息,因流感而死的人数渐渐回落。在人均寿命曲线图上,1918 年堪称「死亡波谷」,美国人的平均寿命从原来的 51 岁降至 39 岁。

到了 1919 年冬天,第三波流感再次袭来。这一次相比第二次要温和,但死亡率仍比第一波温和型流感要高。直到 1920 年的春天,流感才偃旗息鼓。

据约翰·巴里的记载,1927 年美国医学会资助的一项研究首次对西班牙大流感中的死亡人数进行了估计——约 2100 万。20 世纪 40 年代,诺贝尔奖获得者伯内特则估计死亡人数在 5000 万至 1 亿人之间。要知道,1918 年世界总人口约 18 亿。

1918 年,美国堪萨斯州赖利堡的军营医院,病房被感染西班牙大流感的军人塞满。

亚洲某些地区的死亡率甚至是欧洲一些地区的 30 倍。 英国流感史研究者劳拉·斯宾尼在她的《死亡骑士:1918 年西班牙大流感及其对世界的改变》一书中提到,总体上看,亚洲和非洲的流感死亡率最高,欧洲、北美和澳大利亚的最低。

无论历史学家,还是流行病学家,在提及流感的死亡与年龄关系时,总会提到 U 形曲线。这意味着在 U 字两端的儿童和老年人更容易被流感夺去生命。但是在 1918 年的大流感中,这样的曲线却呈现 W 形,这意味着青年人和中年人也成了靶标,而且各个年龄段中死亡率最高的是那些年龄在 21–30 岁之间的人。

《致命流感——百年治疗史》的作者,同时也是急诊科医生、美国国立卫生研究院 (NIH) 紧急护理研究办公室主任杰里米·布朗认为,许多人在流感大流行期间可能因为服用了超高剂量的阿司匹林,而不是因为流感本身而丧生,这或许可以解释为什么有那么多健康的年轻人死去。

大流感之后长达 80 年的时间里,几代科学家们都想成为其病原体「猎手」,搞清楚尚未解开的谜团,但科学的进展既艰辛又缓慢。此前人们一直认为,引发大流感的是一种名叫流感嗜血杆菌的细菌。1920 年,美国的科学家发现,如果过滤掉患者洗鼻液中的所有已知细菌,并将剩余的液体注射到活兔体内,能引发类似流感的症状。这意味着,细菌可能并不是致病原凶。1933 年,英国研究小组分离出第一株人流感病毒,证实了流感的病原体是一种滤过性病毒。1943 年,科学家使用电子显微镜首次观察到流感病毒的整体结构。

但 1918 年大流感的病原体到底是什么,始终没有找到。转机发生在 1997 年,72 岁的病理学家哈尔丁在阿拉斯加挖到一具在冻土层中冰封近 80 年的爱斯基摩女尸。当年,西班牙大流感袭击了她所在的小村庄,近 80 位村民中仅有 5 人幸存,死者就被埋在永久冻土的大型坟墓中。哈尔丁把这具尸体的肺部切片组织寄给了美国军事病理研究所 (AFIP) 的分子生物学家陶本伯格,后者用了一周在其中发现了 1918 年大流感的病毒颗粒。1998 年,陶本伯格宣布哈尔丁探险成功。

2005 年 10 月,陶本伯格等人在《自然》杂志上刊文,揭开了这一病毒完整的基因序列,并成功复原出 1918 年大流感的病毒,轰动一时。谜底揭晓后,这一神秘病毒现出真容,它属于 H1N1 亚型,是当今仍在流行的甲型 H1N1 流感病毒的直系祖先。

如今,人们可以轻易地在电子显微镜下观察到这种呈球形的流感病毒。球体内的遗传物质 RNA 由 8 个基因片段组成,外表则是一层双层脂质囊膜,囊膜的内表面是起支撑作用的基质蛋白,外表面则分布着两种蛋白质突起,分别叫做血凝素 (HA) 和神经氨酸酶 (NA)。这两种刺突蛋白交错分布,像是在这个球体表面插了无数把钥匙。

这两种蛋白执行不同的功能,其中 HA 蛋白可与宿主细胞的受体结合,使病毒附着在宿主细胞表面并帮助其入侵。而当病毒进入细胞后,宿主细胞就成了一台被病毒绑架的疯狂「复印机」,病毒在其中繁殖倍增。NA 蛋白则会帮助这些病毒从细胞中释放出去,寻找新的感染目标。

HA 蛋白和 NA 蛋白也是流感病毒的主要抗原,当人类的免疫系统识别到这些外来抗原时便会发动攻击,即「免疫应答」。当免疫系统击退感染后,人体内会留下抗体,当外来入侵者再次来袭时便会迅速响应。因此也有科学家推测,1918 年西班牙大流感之后逐渐消退,可能是因为感染者众多,当年那些接触到病毒并康复的患者体内已有了抗体。至于年轻人为何死亡率高,可能是因为他们的免疫系统过强,引发了免疫系统过度反应的「细胞因子风暴」,对身体组织和器官造成严重损伤。但这些目前尚未有科学定论。

高致命性丝状病毒埃博拉

2020 年 3 月 3 日, WHO 发布声明,随着刚果 (金) 境内最后一位埃博拉病人出院,一场持续一年半的埃博拉疫情结束指日可待。截至 2020 年 3 月 4 日,这场疫情已令 3444 人感染,2264 人死亡。这是埃博拉病毒自 1976 年第一次暴发以来,第十次在刚果 (金) 出现。

埃博拉 (Ebola) 是近半个世纪以来最凶猛的致命性病毒之一。至今,全球有记录的埃博拉疫情发生过 38 次,其早期疫情地集中在刚果 (金)、刚果 (布)、加蓬、乌干达等近赤道的非洲国家。2013 年 12 月,来自几内亚南部美良度村 (Meliandou) 一名不到两岁的男孩出现发烧、黑便和呕吐的症状,一场西非乃至有记录以来最具毁灭性的埃博拉疫情由此拉开序幕。2014 至 2016 年,疫情共导致三个大洲 28646 人感染,11323 人死亡,其中塞拉利昂、利比里亚和几内亚损失最重。

2014 至 2016 年,埃博拉疫情共导致三个大洲 28646 人感染,11323 人死亡,其中塞拉利昂、利比里亚和几内亚损失最重。

有据可查的埃博拉感染可追溯至 40 多年前。1976 年 8 月 22 日,来自刚果 (金) 北部村庄扬布库的教区学校老师 Mabalo Lokela 刚从一次驾车旅行中返回。旅途路上,他和朋友买来新鲜的羚羊肉和烟猴子肉,放在汽车后备箱里。四天后,Lokela 出现发烧症状,于是来到扬布库教区医院治疗。在注射了一些治疗疟疾的药物后,Lokela 的症状短暂缓解,但很快出现头疼、肌肉疼痛、肠胃出血等症状。次月 6 日,Lokela 不治死去。

人类此时还不知道自己正面对一种凶险的新型病毒。由于对新病毒缺乏认知、注射器针头被反复使用,扬布库医院很快成为疫情的主战场,并蔓延到周边的 55 个村庄。

在一份病患血液样本辗转比利时和英国的研究机构后,来自美国亚特兰大疾控中心的科学家最先识别了这种新型单链 RNA 病毒:它长得像蠕虫,形态如树枝、长蛇、英文字母 g 的曲线,有的还像牧羊人的曲杖。为了不给暴发疫情的村庄带来污名,参与病毒分离的比利时科学家后来借用了距离扬布库北部 100 公里处一条河流的名字为病毒起名叫「埃博拉」。

埃博拉属丝状病毒科,体积非常微小,直径不到常见球菌的十分之一,但危险程度却需要四级防护的实验室才能处理。埃博拉主要通过接触患者或死者的血液和体液进行人际传播,患者在出现症状前不具备感染能力。病毒通过直接与免疫系统的「司令部」——树突细胞上的受体结合入侵细胞,同时控制树突细胞向专一性淋巴细胞释放信号,让免疫系统失效,病毒得以疯狂复制。它还能控制巨噬细胞和单核细胞,使它们的表达和释放增多,引起患者凝血异常。早期埃博拉病人往往先经历类似流感的发烧、头痛等症状,病情加重后又出现呕吐、腹泻,甚至肾脏和肝脏功能受损和出血症状。当病毒随着分解的细胞被大量释放,免疫系统会做出自杀式终极反抗——细胞因子风暴,导致病人的血管被进一步破坏,最终死于多器官衰竭和休克。

谁是埃博拉病毒的自然宿主目前还没有定论,但蝙蝠最有可能。人类若接触或处理受感染的猩猩、猴子、森林羚羊、豪猪等动物,均有感染风险。人类对环境的破坏,比如几内亚和利比里亚等国大量的森林被伐,暴露了潜在病毒宿主的栖息地,加大了疫病暴发的可能。

在目前已知的埃博拉病毒亚型中,扎伊尔埃博拉病毒、苏丹埃博拉病毒、本迪布焦埃博拉病毒以及塔伊森林埃博拉病毒均发生过人体感染,其中扎伊尔埃博拉病毒和苏丹埃博拉病毒的致死率分别在 90% 和 50% 左右,是导致过往大型疫情的主要病原体;雷斯顿埃博拉病毒则是在 1989 年从菲律宾进口至美国弗吉尼亚州雷斯顿的一群食蟹猴体内被发现的,但后来证明不能使人类产生症状。2018 年,科学家在塞拉利昂的无尾蝙蝠体内发现埃博拉病毒的第六个亚种——邦巴里埃博拉病毒。研究认为,这一病毒有可能感染人类细胞,尽管没有证据显示它曾引发人体症状。

2014 年西非埃博拉疫情暴发时,距病毒首次发现已近 40 年,防控的挑战也在变化。WHO 的报告总结,此前发生在近赤道非洲国家的疫情主要局限于乡村。而在西非,城市成了病毒密集传播的中心,高人口密度和流动性以及病例的广泛分布,给切断传播链带来了阻碍。

此外,传统丧葬仪式的盛行、医护力量的短缺以及人们对疾病的恐惧和误解也助长了疫情传播,这和此前在近赤道非洲国家出现的情况类似。WHO 观察到,以往疫情中,疫情的暴发往往来自医疗机构内的病例扩增。而在西非,社区传播导致许多居民感染和死亡,恐惧又使得未被感染的人害怕离开,因而出现整座村庄被遗弃的现象。

相比几内亚、塞拉利昂和利比里亚,一些相对成功的应对实例凸显了及时防控的重要。塞内加尔、尼日利亚和马里先后在 2014 年夏天出现了输入性的埃博拉病例。值得庆幸的是,这三个国家都拥有高质量实验室,在病例检测和排查上占据优势。更重要的是,有了此前他国疫情的警示,三国都对首个埃博拉病例高度警惕,同时对确诊者的接触者予以及时隔离监控。三个国家中,在发病人数最多的尼日利亚,确诊病例数也仅有 20 例,死亡 8 例。

一个令人振奋的消息是,2019 年 11 月和 12 月,一款适用于 18 岁及以上人群、专门针对扎伊尔埃博拉病毒起预防作用的疫苗 Ervebo,先后被欧盟监管机构以及美国食品药品监督管理局批准上市,标志着全球公共卫生系统在预防埃博拉病毒上实现突破。今年 2 月,刚果 (金)、布隆迪、加纳和赞比亚四国也已批准该疫苗的使用。

Ervebo 是一款以兽类水疱性口炎病毒 (VSV) 作为载体的疫苗。2005 年之前,加拿大公共卫生局国家微生物实验室已通过实验证实,这种用编码埃博拉表面蛋白的基因取代原有病毒基因的重组 VSV 病毒,能使小白鼠和猴子免受埃博拉病毒感染。

但疫苗的开发历经波折。由于研发成本极高,当时埃博拉疫情仅在贫困国家中间歇性发生,药企对生产这种疫苗兴趣寥寥。疫苗试验和研发期间,政府对埃博拉的重视有限,在经费上也不慷慨。2010 年,爱荷华州的纽琳基因公司 (NewLink) 获得疫苗许可,但随后将研发计划束之高阁。直到 2014 年西非疫情暴发,疫苗研发的紧迫才再被提起。

2014 年下半年,WHO 突破阻力,认可了使用试验性疫苗的必要性,同时联合其他机构说服默克公司 (Merck) 用 5000 万美元购买了该疫苗的生产许可。加拿大政府也在向 WHO 捐赠了 1000 支疫苗后,继续为疫苗的三期临床试验和相关研究提供资金,令疫苗的生产应用成为现实。2015 年 4 月,来自几内亚的 11841 人参与了疫苗的三期临床试验研究,其中接受疫苗的 5837 人在接种后 10 天或更长时间中没有被感染记录,没有接种的人在相同时期内的感染数则达到 23 人,初步证明该疫苗对扎伊尔埃博拉病毒或有 100% 的预防效果。

目前,人类还没有找到治疗埃博拉的特效药,对抗埃博拉的历史也远没有结束。

「世纪杀手」艾滋病

3 月 10 日,《柳叶刀·艾滋病病毒》杂志刊发论文称,继「柏林病人」之后,医学史上第二位被治愈的艾滋病患者——40 岁的「伦敦病人」已经产生。30 多年来,数千万人感染艾滋病毒,治愈的仅此两例。

与上述三种急性传染病相比,被称为 「世纪杀手」的艾滋病是一种慢性传染病,它的潜伏期以年为单位。可怕之处在于艾滋病毒 (HIV) 会攻击人的免疫系统,在没有特效药时,患者一旦染上,生命即步入倒计时,最终痛苦地死于免疫系统功能缺失引发的各种疾病。

1985 年,居住在美国洛杉矶市的 34 岁阿根廷人奥斯卡·墨西拿 (Oscar Messina) 参加了一个为期 28 天的环球旅行团,计划从旧金山出发,第一站是中国上海。旅行团的领队是刚刚研究生毕业,本科和研究生都学习亚洲文化的美国人冀硕临 (Saul Gitlin)。

1985 年 5 月 27 日,旅行团到达上海。据冀硕临的博客,他们到达中国的第三个早上,墨西拿告诉冀硕临,他感冒了。接下来的一天早晨,墨西拿对冀硕临坦白他患有白血病。到西安后,墨西拿的情况急转直下,他呼吸困难,行走缓慢。到北京后,冀硕临意识到,墨西拿的情况已经非常严重,于是劝他在北京住院治疗。

据北京协和医院院报,1985 年 6 月 4 日下午 6 点,墨西拿因「肺部感染」收住该院外宾医疗科病房。6 月 5 日傍晚转 ICU 病房,院方怀疑是艾滋病,打电话到美国,其家庭医生确认了这一诊断。6 月 6 日上午,墨西拿死于中毒性休克、呼吸循环衰竭。中国政府当时宣布了一项紧急隔离措施,以防止这种疾病的传播。这是中国境内发现的第一例艾滋病病例。病历显示,墨西拿有同性恋史。冀硕临对财新记者表示,墨西拿从未向他承认过自己得了艾滋病,他猜测墨西拿很害怕让别人知道自己的病情,特别是当时墨西拿在中国。

1985 年是艾滋病被发现的第五个年头,全世界对艾滋病的了解都刚刚起步,当时的人们对它充满恐惧。五年前,美国疾病控制与预防中心 (CDC) 在 1981 年发布报告称,从 1980 年 10 月到 1981 年 5 月的八个月里,美国加州洛杉矶市三家医院连续收治了五个相似的患者:他们都患有卡氏肺囊虫性肺炎 (PCP),五人中已有两人死亡。肺囊虫性肺炎几乎只发生在免疫系统被严重抑制的患者身上。由于这五个患者都是男同性恋,表明这些病例的发生可能与性接触有关。这份报告被认为是艾滋病疫情的正式开端。

随后,美国 CDC 在纽约和其他城市发现了更多类似病例,这些病例都患有卡氏肺囊虫性肺炎等机会性感染。1982 年 9 月,美国 CDC 首次将这种因免疫系统削弱而发生严重机会性感染的疾病称为「获得性免疫缺陷综合征」,英文简称为 AIDS,也就是艾滋病。从 1981 年 6 月 1 日到 1982 年 9 月 15 日,美国 CDC 共收到 593 例艾滋的感染报告,其中死亡病例 243 起,死亡率高达 41%。

由于该病在男同性恋社区暴发,艾滋病刚开始也被称为同性恋相关的免疫缺陷病 (GRID)。科学家们后来发现,艾滋病不仅在特定人群中传播,还通过感染者的体液交换传播,体液包括血液、乳汁、精液和阴道分泌物等。

上世纪 80 年代,艾滋病在美国大暴发。80 年代中期,美国新增艾滋病感染人数达到每年 15 万人的高峰。诊断出艾滋病后,患者的平均预期寿命约为一年。随着人类对艾滋病疫情更加了解,各种行为干预项目的实施,90 年代美国艾滋病疫情得到有效控制。从 1992 年开始,美国每年新增的艾滋病感染人数已降到 4 万人。90 年代中期高度有效的抗逆转录病毒疗法研发成功,新增艾滋病例和死亡人数大幅下降。艾滋病在美国暴发后,流入其他国家,成为全球性传染病。

据 WHO 官网,到 2019 年末为止,艾滋病已造成 3200 多万人死亡。2018 年有 77 万人死于艾滋病毒相关原因,170 万人成为新感染者。到 2018 年年底,全球约有 3790 万艾滋病毒感染者,三分之二以上的艾滋病毒感染者 (2570 万) 在非洲。

艾滋病一进入大众视野,科学家们就开始寻找艾滋病的病原体,由此还引发了一场国际科学争端。据《纽约时报》报道,1983 年 5 月,法国巴斯德研究所的研究小组在《科学》杂志上发表文章称,其分离和鉴定了一种新的逆转录病毒,命名为 LAV。当年 9 月,该研究小组称在艾滋病患者中检测到 LAV。

几个月后的 1984 年春,美国国家癌症研究所的研究团队在《科学》杂志上发文称,他们在几组艾滋病患者中发现了一种称为 HTLV-3 的逆转录病毒。后来 LAV 和 HTLV-3 这两种病毒被证明几乎相同。美国科学家坚持认为,尽管法国团队第一个发现这种新病毒,但并未结论性地证明这种新病毒是艾滋病的病因。而法国科学家则认为,美国科学家没有给他们的研究成果以应有的承认。

1987 年,美国总统里根和法国总理雅克·希拉克宣布,两国研究人员将共享发现这种导致艾滋病的新病毒的荣誉。双方也不再坚持使用 LAV 和 HTLV-3 来命名这种病毒,而是转而一致将该新病毒命名为 HIV。2008 年,法国巴斯德研究所的巴尔-西诺西和吕克·蒙塔尼因发现 HIV 病毒获得诺贝尔医学奖。

HIV 病毒是一种逆转录病毒。地球上大多数生命形式是将存录在 DNA 上的遗传信息转录生成 RNA,而逆转录病毒的信息流则反方向运行,使用 RNA 而不是 DNA 来存储其遗传信息。HIV 病毒的 RNA 进入到人体细胞后,RNA 被逆转录为 DNA,该 DNA 随后与细胞核内的 DNA 整合。自此,被感染的细胞就可以生产 HIV 病毒了。

科学家们推测,HIV 病毒的源头是非洲的一种黑猩猩。这种黑猩猩因捕食红顶白眉猴和大白鼻长尾猴,染上了猴免疫缺陷病毒 (SIV),这两种猴子病毒在黑猩猩体内发生了基因重组,成为 HIV 的远祖形式。而人类狩猎黑猩猩时,可能接触了带有 SIV 病毒的血液,病毒由此完成跨种传播,并逐步变异成了 HIV。有观点认为,HIV 可能早在 19 世纪末期就已从猿类转移到了人类,病毒在非洲缓慢传播了几十年,随后又传播到世界其他地方。据《病毒来袭》一书,HIV 病毒在 1900 年前后从黑猩猩谱系中分离出来,1959 年在刚果 (布) 出现了艾滋病的流行,最早的 HIV 病毒样本出自 1959 年至 1960 年。最新的研究表明,美国的 HIV 病毒最早是在 1967 年左右从非洲传播到海地,随后在 1971 年左右从海地传播到美国纽约。在 1976 年左右,HIV 病毒从纽约传到旧金山。

最开始,人得了艾滋病就相当于被判了死刑。后来艾滋病治疗药物被偶然发现,美国国家癌症研究所早在 1964 年就研发出一种叫 AZT 的抗癌药物,但 AZT 被证明对癌症无效,随后被束之高阁。但在上世纪 80 年代,寻找治疗艾滋病药物的筛选项目将 AZT 纳入其中。临床表现证明,虽然 AZT 的副作用很大,但能减少艾滋病的死亡和机会性感染。AZT 是一种核苷类逆转录酶抑制剂,随着越来越多抗逆转录病毒药物的发现,目前标准的抗逆转录病毒疗法联合使用至少三种抗逆转录病毒药物,有的抗逆转录病毒药物用于阻止 HIV 病毒进入细胞,有的用于阻止从 RNA 到 DNA 的逆转录。联合使用多种抗逆转录病毒药物是为了最大程度地抑制艾滋病毒的复制。

WHO 称,2019 年 6 月,有 2450 万人在接受抗逆转录病毒治疗。目前,艾滋病已成为一种慢性病,患者只要坚持服药,控制体内 HIV 病毒载量在低水平,也可以活到接近正常人寿命。

但到目前为止,能治愈艾滋病的药物尚未开发出来。此外,艾滋病也没有疫苗能够预防。

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