病毒：它们是什么，如何传播，以及我们如何对抗它们

病毒不是活的，至少在经典意义上不是。虽然它们像生物一样由蛋白质和基因组成，但它们需要与活的宿主细胞相互作用才能繁殖。这些细胞混乱的媒介一直是改变历史的疫情和全球大流行的原因，从天花和脊髓灰质炎到艾滋病和埃博拉，但直到 20 世纪初才被发现。从那时起，我们在世界几乎所有的生态系统中都发现了它们。病毒是，并且将永远是，病毒传播的全球专家。

Viruses — (来源：graphicsrf/Shutterstock)
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那么……什么是病毒？

病毒是超微小的遗传物质包装。单个流感病毒颗粒，或称病毒粒子，比普通细菌小 100 倍；你可以在一个针尖的宽度上排成 15,000 个。外层是一个保护性外壳，称为衣壳；一些病毒还有病毒包膜，这是一个第二层，有助于病毒粒子附着到宿主细胞上。包膜可以充当隐蔽的伪装装置，帮助病毒粒子逃避宿主免疫系统的检测。大多数病毒只有少数几个基因，它们包含以 DNA 或其单链衍生物 RNA 的形式制造新病毒的指令。但是它们没有任何细胞机器来读取和执行该遗传密码。这时就需要活细胞了。当病毒遇到潜在宿主时，其外层的蛋白质会与活细胞外膜上的蛋白质相互作用。如果它是正确的细胞类型——例如，大多数流感病毒只能感染你鼻腔、喉咙和肺部的某些细胞——它就能附着并将其遗传物质注入细胞。宿主细胞没有意识到新的基因是外来的，因此它会同时运行遗传密码中写入的指令和自己的指令。这告诉细胞复制病毒基因组并将它们包装成新的病毒，然后冲出细胞去寻找自己的宿主细胞。许多病毒通过这个过程复制。然而，当一种含有 RNA 的逆转录病毒感染宿主细胞时，RNA 会被转化为 DNA，然后插入到细胞的基因组中。复制过程中这个额外的步骤为复制错误创造了更多空间，这使得逆转录病毒更容易发生突变和快速进化。例如，研究人员尚未为逆转录病毒 HIV 开发出疫苗，这在很大程度上是因为它的多种毒株不断进化。

病毒的组成部分

Parts of a Virus Infographic — （图片来源：杰伊·史密斯）
杰伊·史密斯

病毒复制 101

Virus Replication 101 Infographic — （图片来源：杰伊·史密斯）
杰伊·史密斯

噬菌体：善良的病毒

噬菌体，这种看起来像月球着陆器的杀菌病毒，在科学研究中已经发挥了重要作用。1976 年，MS2 噬菌体成为第一个基因组——仅有四个基因——被测序的生物。未来，它们可能会帮助我们对抗抗生素耐药细菌。

bacteriophage — (来源：GraphicsRF/Shutterstock)
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现代病毒事件

1952 年 美国消灭了天花。

1978 年 天花在全球范围内被消灭。

1979 年 大规模疫苗接种在美国消灭了脊髓灰质炎，尽管它在其他国家仍然存在。

1982 年 一种由病毒引起的新免疫缺陷疾病被命名：艾滋病。

1995 年 美国艾滋病死亡人数达到顶峰。

2003 年 SARS（严重急性呼吸系统综合征）爆发。据报告，有 8000 多例病例，该病毒夺去了 774 条生命，主要在中国。

2009 年 H1N1，也称为猪流感，在全球范围内造成超过 150,000 人死亡。

2015 年 麻疹疫情与未接种疫苗的迪士尼乐园游客有关。

2019 年 另一场麻疹疫情始于太平洋西北地区，到 4 月底已在 22 个州感染了 700 多人。

身体如何保护自己

当人体检测到病毒入侵者时，免疫系统的白细胞就会进行战斗。第一道防线包括巨噬细胞，它们是吞噬尽可能多病毒的大细胞。如果这场战斗失败，病毒开始肆虐，第二波则由 T 细胞和 B 淋巴细胞领导。在 T 细胞的信号下，这些 B 细胞会制造抗体，这些特殊的蛋白质会附着在病毒上，将其标记为其他免疫细胞破坏，有时还能阻止病毒复制。T 细胞和 B 细胞永远不会忘记它们遇到过的病毒，因此如果病毒再次出现，它们就会迅速行动。然而，T 细胞和 B 细胞对感冒或流感帮助不大。“普通感冒”可能由多种病毒引起，包括腺病毒或鼻病毒：如果你得过不止一次感冒，这意味着你每次都受到了一种不同的病毒或病毒株的攻击。流感病毒有许多不同的毒株，包括几种能够迅速变异，以至于你的 T 细胞和 B 细胞无法识别。流行病学家监测全球不同毒株的流通和进化，并确定在下一个流感季节最有可能构成威胁的毒株。这就是为什么流感疫苗每年都会改变。