病毒並不都是有害的,要學會與它們共生共存

菌情觀察室 發佈 2022-11-29T05:21:11.544279+00:00

但是,如果我告訴你,並不是所有的病毒都對我們的健康構成威脅,事實上,在我們體內就生活著的數量驚人的病毒,它們也在保持我們的健康和生存中發揮重要作用,你會不會很驚訝?

病毒,我們談之色變。但是,如果我告訴你,並不是所有的病毒都對我們的健康構成威脅,事實上,在我們體內就生活著的數量驚人的病毒,它們也在保持我們的健康和生存中發揮重要作用,你會不會很驚訝?但這是事實。它們是我們共生微生物群落的一個重要組成部分,它和我們是一種夥伴關係,可以對我們產生積極和消極的影響。





病毒也有「好」和「壞」之分,就如同生活在我們體內的細菌也有「好」「壞」一樣,與「好」病毒相比,有害病毒實際上只是少數。有些居住在我們體內的病毒會導致疾病,但大多數病毒會與我們和平共處,有些甚至還會保護我們。正如只有少數幾種細菌是真正危險的一樣,絕大多數病毒對人類是無害的。和細菌一樣,病毒在維持我們的健康方面也起著關鍵作用。



病毒無處不在


新冠大流行讓我們所有人都對病毒有所了解,甚至恐懼。其實,在我們的身體裡也充滿了病毒,我們的細菌細胞是人類細胞的十倍,而病毒是細菌的十倍。那麼,有多少病毒呢?大約380萬億,比宇宙中的恆星還多。


病毒不僅存在於人體內,也存在於環境中,從沙漠到海洋,無處不在,一滴海水中就有超過100萬個病毒。儘管病毒在大家心目中的名聲不好,尤其是最近,但它的好處遠遠大於壞處,不僅對我們,對地球也是如此。



病毒是我們的一部分


為了生存和複製,病毒必須感染活的細菌、動物或植物細胞。就其本身而言,病毒只是由保護性的蛋白質外殼包裹的遺傳物質,它不具備細胞結構,無法獨立生長和複製。但是,一旦它進入我們的身體,就有了生命,它會劫持我們的細胞幫助自己繁殖,甚至把它的遺傳物質融入我們的基因,成為我們DNA的一部分。


當病毒遇到宿主細胞時,不管是良性的還是毒性的,它會附著到細胞上,進入,併到達細胞的遺傳物質,與它的基因融合,然後欺騙宿主的遺傳機制複製自己。如果它碰巧感染了卵細胞或精子細胞,病毒的遺傳物質就會插入到該細胞的遺傳密碼中,並可遺傳給後代。


因此,我們多達10%的遺傳物質實際上是由病毒DNA組成的,它們逐漸成為我們基因的一部分。我們遺傳密碼中的這些病毒殘基參與了我們一些最重要的身體功能,包括編碼記憶和製造與人類生殖有關的胎盤蛋白,這是病毒如何在我們自身進化中發揮重要作用的例子。





病毒只是為了盡力活下去


病毒是可怕的,但它們並沒有邪惡的殺人意圖,它們只是試圖找到一個宿主來居住,以便它們能夠生存。當我們接觸到一種相對較新的病毒時,我們的免疫系統一開始不會將其識別為威脅,所以允許它進入我們的身體。


但是,一旦病毒開始感染我們的細胞,我們的免疫系統就會釋放化學物質,試圖消滅病毒入侵者。這種免疫介導的攻擊可能最終會讓我們感到不舒服,但這些症狀主要是免疫系統反擊的結果。以下就是我們在病毒感染時可能會出現的一些症狀,它們實際上是我們的身體試圖清除病毒的跡象:

  • 流鼻涕/鼻塞:這實際上是在沖洗我們鼻腔和鼻竇里的病毒顆粒
  • 咳嗽和打噴嚏:這是將病毒困在黏液中,然後將其驅逐到體外
  • 發熱:這是身體試圖消滅病毒,病毒對熱敏感,不能在高溫下生存
  • 肌肉酸痛:這是在從我們的肌肉中提取蛋白質來幫助對抗病毒,所以導致肌肉酸痛


我們身體的一些抗病毒反應實際上會幫助病毒傳播,比如咳嗽和打噴嚏,它們會把病毒顆粒分散到環境中,然後被其它潛在的宿主吸入。當我們的免疫系統通過發熱和其它方法來消滅病毒時,病毒需要找到某種方式傳播給其它宿主以存活。自然選擇為病原體實現這一點提供了多種策略,包括:

  • 飛沫傳播:含有大量病原體的飛沫在患者咳嗽或打噴嚏時經口鼻排入環境,可能將感染傳播給周圍的人,比如流感病毒
  • 空氣傳播:傳染性顆粒被患者呼出,然後被別人吸入而傳播,比如SARS-CoV-2
  • 媒介物傳播:病原體通過媒介物(比如蚊子)從患者身上傳播到另一個宿主,比如西尼羅河病毒
  • 水傳播:受感染的糞便進入供水系統,並在其他人飲用受污染的水時將感染傳播給他們,比如輪狀病毒
  • Sit-and-wait傳播:病原體會休眠很長一段時間,有時甚至是幾年,一旦接觸到新的宿主,它就會重新活躍起來,比如單純皰疹病毒


傳播和毒性的微妙平衡


大家是否想過,為什麼有些病毒致命,而有些病毒只會讓我們流鼻涕?前面我們討論過,我們的身體環境(腸道微生物和免疫系統)是病毒暴露後果的主要影響因素,這完全是由宿主決定的。但是,還有其它因素是由病毒決定的,而不是宿主,病毒必須在毒性和傳播之間做出重要權衡。


對於病毒來說,傳播是生死攸關的問題,這意味著它們必須注意它們對宿主做了什麼:


  • 如果一種病毒的毒性超強且複製速度非常快,它會複製大量病毒,但它也可能在其後代有機會找到新宿主之前殺死我們,這不利於它們的傳播。


  • 如果它的危害小,複製慢,它就不會產生那麼多的病毒後代,但它可能會增加傳播的機會,因為我們即使感染了它們仍會保持相對健康,更有可能與他人互動,傳播病毒。


自然選擇在病毒毒性和傳播之間進行了平衡,選擇了那些毒性足夠大的病原體,可以產生許多可以感染新宿主的後代,但又不會毒性大到在原始宿主幫助傳播之前就殺死它們。比如,新冠病毒變異得傳染力越來越大,但是毒性越來越小,現在越來越多的感染者表現為無症狀就說明了這一點,這一切都是病毒為了讓自己活下去。

老病毒和新病毒


那些已經存在了很長時間的老病毒,比如大約4000年前出現的麻疹病毒,它們已經有足夠的時間想明白,它們需要讓我們活下去,這樣我們才能幫助它們傳播,所以它們往往不會讓我們太生病。


在它們存在的許多年裡,它們發現殺死我們也會使它們面臨滅絕的風險。它們在進化過程中尋找新宿主的需求,會導致咳嗽和打噴嚏等症狀,這增加了我們將病毒傳播給他人的可能性,同時還能保持我們的相對健康。


尚未很好適應人類的新病毒可能更加致命,比如伊波拉病毒,其致死率超過50%。伊波拉病毒的生存策略不是和平共處,而是快速複製,感染我們所有的組織,把我們變成病毒顆粒的儲存庫,它們希望我們的體液會噴濺到其他人身上,感染他們。


對於我們這些潛在的宿主來說,這意味著我們必須根據我們對病毒毒性和傳播的了解來調整我們的抗病毒策略和戰術。與死亡率低於2%的病毒相比,比如現在威脅我們的SARS-CoV-2,對高致死率的病毒需要非常不同的抗病毒行為。


病毒感染可能也有好的一面


儘管我們致力於減少病毒傳播,但我們需要認識到病毒感染並不總是壞事,慢性病毒感染實際上可能會給我們的免疫系統帶來好處,並降低我們對其它疾病的易感性。例如:


  • 在肺部發現的某些病毒株可以幫助我們對抗呼吸道疾病,一些病毒的酶可以殺死一些抗生素耐藥性的有害細菌菌株。


  • 一種與引起登革熱的病毒類似的病毒與愛滋病毒陽性患者延緩發展為愛滋病有關。


  • 感染皰疹病毒可以提供一些意想不到的優勢,這些優勢可能是隨著時間的推移而進化出來的,可以幫助我們在過去的威脅中生存下來,感染皰疹病毒的老鼠和人類都不太容易感染黑死病。


雖然擁有一個強大而有效的抗病毒防禦系統很重要,但同樣重要的是要明白,我們的目標是平衡,而不是不分青紅皂白地消滅所有病毒。幸運的是,我們基於腸道的免疫系統非常善於區分對我們構成威脅的病毒和無害甚至有益的病毒。一旦確定了這一點,它們就會採取一些非常巧妙的防禦措施,開始行動,以清除我們體內的問題病毒,比如,改變我們的身體環境,使其對病毒入侵者不那麼友好,或者對病毒進行實際的捕獲和驅逐,同時與那些對我們無害的病毒和諧共生。


許多現代實踐,比如加氯消毒的飲用水、工業化農業、殺蟲劑和抗生素的大量使用等等,在無數方面改善了我們的生活,但它們也帶來了健康挑戰,因為它們創造了一個超級清潔的環境,這與微生物豐富度和多樣性減少有關。


酒精和高脂高糖低纖維的高度加工的飲食加劇了這一問題,因為它們不能滋養我們必需的腸道細菌。這些導致了維持免疫平衡所必需的一些重要細菌及代謝物的減少,並增加了自身免疫疾病、過敏和更嚴重的病毒感染的風險。


我們需要與細菌相互作用來訓練我們的免疫系統如何對環境中的刺激做出適當的反應。一個免疫系統在早期沒有與足夠多的細菌親密接觸,就像一個被父母過度保護的孩子,當問題不可避免地發生時,缺乏應對的能力


沒有足夠的微生物接觸會導致免疫耐受能力出現缺陷,這意味著我們會處於一種高度活躍的好戰狀態,與正常腸道細菌、食物中的蛋白質,甚至我們自己身體的某些部位的無害接觸,都會被我們的免疫系統視為敵人並遭到攻擊





病毒是可怕的,有時可能要我們的命,病毒又不那麼可怕,我們的身體裡就生活著大量的病毒,它們甚至對我們的健康有益。在日常生活中,接觸病毒是不可避免的,然而正是由於健康腸道細菌的減少、免疫反應的不平衡、壓力過大的現代生活方式以及不健康的飲食,最終將這種接觸轉化為疾病


既然接觸病毒不可避免,那麼我們應該學會與病毒共生共存,重要的是我們需要一個完整和功能良好的腸道菌群和免疫系統,這既可以確保我們在面對一些新的病毒時不至於措手不及,大大提高倖存下來的機會,同時也可以幫助我們區分那些無害的病毒,不對它們發起攻擊,讓它們與我們共生,為我們的健康出力


當然,在大流行期間,我們必須對接觸細菌保持一定程度的警惕。我們需要在保持與促進健康的微生物接觸的同時,採取一些策略消除周圍的任何病毒威脅。我們還需要給我們的腸道有益細菌提供適當的飲食,這樣它們就能大量產生有益代謝物來幫助保護我們,同時我們要避免不必要的抗菌素的使用,因為這對我們的腸道細菌是毀滅性的。


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