自然界是個(gè)異常嚴酷的生態(tài)系統,現在我們看到的世界是無(wú)數物種經(jīng)過(guò)幾十億年廝殺的凈結果。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)非常公平的競爭過(guò)程、誰(shuí)也沒(méi)有受到特殊照顧。有些高等生物如恐龍在競爭中被淘汰,現在每年約有200-2000個(gè)物種在消失、這是非常高的淘汰率。而在這樣嚴酷的爭斗中一窮二白的病毒不僅長(cháng)盛不衰,而且偶爾能令最高等生物的正常運轉在幾個(gè)月內徹底停止。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,因為病毒既無(wú)能量代謝系統也沒(méi)有蛋白表達系統的基本零件如核糖體。病毒要復制必須依賴(lài)宿主細胞,所以似乎病毒應該是在細胞出現之后才出現的產(chǎn)物。一個(gè)理論認為病毒是高等生物細胞丟失的遺傳物質(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移到另一段,這些所謂轉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。所以有可能這些可以有一定功能的基因片段從細胞中流失而成為獨立的病毒,如同太上老君的貓狗下凡成了妖怪。還有一個(gè)理論認為病毒是某些高等生物因為無(wú)法適應環(huán)境變化而逐漸衰敗失去了能量代謝、蛋白表達等功能,變成完全依賴(lài)其它物種的寄生遺傳物質(zhì)。這兩個(gè)理論都有一定數據支持,但也都有一定缺陷。一個(gè)重要疑點(diǎn)是多數病毒所表達蛋白在現在已知細胞中并無(wú)對應的蛋白,所以似乎與現代細胞并非同根共祖。
第三個(gè)理論認為病毒在細胞出現之前就已經(jīng)存在,但沒(méi)有細胞和蛋白質(zhì)的支持病毒怎么組裝和復制是個(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。現在多數生物學(xué)家認為最早能復制的物質(zhì)不是DNA(在蛋白的支持下),而是不需要蛋白支持就能復制的RNA。RNA不僅能儲存遺傳信息、而且可以具有一定催化功能,所以可以自我復制、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(zhù)細胞的出現病毒脫貧進(jìn)小康,依賴(lài)宿主細胞的蛋白系統進(jìn)行復制、生活條件得到顯著(zhù)改善。病毒可能與細胞出現前的生命形式本來(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)錯缺少了某些關(guān)鍵部件失去了演化成高等生命結構的機會(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)弱勢群體在遇到人類(lèi)之前可能就被其它相對低等生物消滅了。有理論認為病毒對高等生物的基因組編輯十分重要,某些細菌如果免疫系統過(guò)強清除病毒過(guò)度反而降低生存能力,我們人類(lèi)也正在研究利用溶瘤病毒抑制腫瘤的增長(cháng)以延長(cháng)人類(lèi)壽命。
當然無(wú)論這些病毒的存在對其它物種有多么深遠的意義,如果威脅某個(gè)物種的生存這個(gè)物種就需要有對抗病毒的防御系統。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,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,還有使用化學(xué)工具的能力、用藥物強化這些防御系統或干擾病毒本來(lái)就捉襟見(jiàn)肘的生存體系。之所以我們面對新冠無(wú)能為力主要是我們對病毒缺乏重視、而不是技術(shù)問(wèn)題。有了這次教訓希望國際社會(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)成本避免數萬(wàn)億的經(jīng)濟損失是個(gè)高回報投資。
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