李智宇 南枝
對于大多數(shù)闖入人體的入侵者而言,這只巨大的免疫細(xì)胞都是可怕的敵人,是死亡與毀滅的象征。但在入侵戰(zhàn)爭的最初階段,族長就已經(jīng)占據(jù)了它,并在其中潛伏下來,成功地將這里變成了新家族的諸多據(jù)點之一。雖然外面兵荒馬亂,到處都在上演著愈發(fā)激烈的攻防戰(zhàn),但自始至終,族長和他的族人都在這里過著安逸的生活……雖然說是生活,但其實他們幾乎不怎么進行“正經(jīng)工作”,絕大多數(shù)時間里,都只是安靜地待在這座小小的“桃花源”里無所事事。
畢竟,最主要的任務(wù)是生存本身。
科學(xué)知識點
艾滋病和HIV
艾滋病,全稱叫作獲得性免疫缺陷綜合征(Acquired immune deficiency syndrome,AIDS),是由人類免疫缺陷病毒(Human immuno deficiency virus,簡稱HIV)感染引起。
雖然從理論上講,族長和族人都是復(fù)制品,但HIV -族歷來有著極高的突變率,族人彼此的相貌已經(jīng)有了很大的差別,堿基對因為復(fù)制錯誤而產(chǎn)生的隨機差異比比皆是,每一代都會出現(xiàn)一些隨機改變。不過,族長對此并未感到絲毫不悅,畢竟HIV一族之所以能夠生存至今且未逢對手,很大程度上正是仰賴于這種充滿活力的高強度突變。
“親愛的族人,你們是否知道我們的歷史?”在全體族人聚攏之后,族長問道,“你們是否知道我們的起源、過去,以及傳承?”
“我知道,”一位族人立即答道,“我聽說,我們來自一個叫‘針頭的地方。很久以前,正是偉大的針頭為我們刺穿了礙事而厚實的皮膚和血管壁,讓我們得以突破這些障礙,來到了這片桃花源……”
“對,但也不完全對?!弊彘L表示,“確實,如果不是因為針頭的幫助,我們當(dāng)初是絕無可能來到這里的。但那之前呢?你們是否知道,在遇到針頭之前,我們又在何處生存的,如何生存呢?”
“我們當(dāng)時在另外一個被稱為‘人類的生物體內(nèi)繁衍生息?!绷硪晃蛔迦舜鸬?。
族長對這個答案很滿意——雖然它同樣不算完美,但至少比之前的回答像樣多了。HIV一族漫長的突變史,使得留在遺傳信息里的記憶早早便被沖淡,沒有幾個族人還記得真正的起源?!笆堑摹a橆^只是個媒介,一個由人類制造出來,卻為我們所用的媒介。若是沒有它,我們的擴散將會困難許多。不過,在最開始,我們其實并不生活在人類身上?!?p>
“噢?”所有聚在被占領(lǐng)的細(xì)胞核內(nèi)的年輕族人都顯得頗為驚訝,“真的?”
“這當(dāng)然是事實?!弊彘L表示,“在最初的最初,我們的前輩還被稱為SIV,并生活在人類的一群靈長類表親的身上。在這些表親中,有一個群落被稱為黑猩猩。當(dāng)然,和人類相比,黑猩猩的數(shù)量少得多,而且它們也不會制造針頭。因此,在SIV時代,我們的傳播機會有限,必須謹(jǐn)慎地生活。在每一個宿主體內(nèi),我們都必須盡可能地克制自己繁衍生息的正當(dāng)欲望、小心地將癥狀壓制到最低輕微的程度,以免讓宿主遭受太過嚴(yán)重的損傷而喪命。畢竟,在那個艱苦的時代,找到新的感染對象的概率實在是太低,如果稍微做得過分一點兒,我們這一族很可能就會落得個覆滅的命運!”
“真可怕?!?/p>
“太糟糕了……”
“根本無法想象這種日子……”
如今過慣了舒適日子的族人紛紛感嘆道,自然沒法子回想艱苦卓絕的過去?!笆堑模@就是我們HIV一族的起源。在黑猩猩一族體內(nèi)生活得戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢、微不足道的一小群,隨時都可能落入萬劫不復(fù)的深淵……直到偉大之日的來臨。來,回憶吧,你們的基因都還記得那關(guān)鍵的一日。就是在那時,我們脫離了狹小的苦海,找到了真正的新天地!”
科學(xué)知識點
SIV
在對HIV起源的研究中,人們發(fā)現(xiàn)與人類HIV最緊密相關(guān)的病毒是存在于非洲靈長類動物中的猴免疫缺陷病毒(SIV),也被稱為非洲綠猴病毒(African green monkey virus),是一種可影響至少33種非洲靈長目的逆轉(zhuǎn)錄病毒。兩者都是靈長類慢病毒,最新的研究提示,HIV在進化中存在大量跨種群轉(zhuǎn)移。
族人們紛紛開始回憶起了那一日——雖然千變?nèi)f化,但在每一個生存下來的族人體內(nèi),都切實地保存著當(dāng)時所獲得的關(guān)鍵變異一一正是這些變異讓他們能在人類的體內(nèi)繁衍生息。在族長的引導(dǎo)下,借由遺傳代代存留的印象與記憶被喚醒了,雖然那已是干百代之前的往事。
“事實上,偉大之日原本應(yīng)該是一場災(zāi)難。那時,一頭被吾等祖先作為宿主的黑猩猩被一個人類殺死了。通常情況下,這意味著那一整支我族的傳承都會隨之?dāng)嘟^,但幸運卻眷顧了我們!”族長繼續(xù)回憶道,“我們的祖先隨著被占據(jù)的淋巴細(xì)胞,與涌出的血液一道離開了宿主的身體,原本只有死路一條,但卻在死亡之前奇跡般地被帶到了另一個地方——那個獵人的手臂上曾被劃出了一個口子,恰到好處地成為皮膚防線上的一個漏洞。而我們的祖先所搭乘的細(xì)胞方舟則從這個漏洞進入了獵人的體內(nèi),避免了在外界被可怕的紫外線、高溫和脫水殺害的災(zāi)難性結(jié)局。”
“呼……”縱然已經(jīng)知道了故事的結(jié)尾,族人還是稍稍松了口氣。
“但這并不是結(jié)束。在那一日,像這樣僥幸通過這種方式抵達(dá)新的宿主體內(nèi)的同類還有很多。不過其中大多數(shù)都遭遇了不測。人和黑猩猩雖說是近親,但畢竟已經(jīng)有了巨大的差異。被我們的同胞當(dāng)作方舟的黑猩猩細(xì)胞,很快便被人類的免疫細(xì)胞軍團判定為危險的異物與入侵者,并遭到了殲滅。他們出動了大量巨噬細(xì)胞,逐一捕獲和吞噬這些方舟,我們祖先所乘坐的那艘也不例外。許多自以為僥幸逃過一劫的祖先,最后卻仍然難免與寄宿的細(xì)胞一同被消滅的厄運……但就在這時,偉大的命運之神再次眷顧了我們,一次恰逢其時的突變降臨了!”
“我們不再是SIV,我們變成了HIV?!?/p>
“噢噢噢噢噢噢!”族人歡騰了起來一一對他們而言,突變就是信仰,就是物種的精神。他們的一切都來自持續(xù)不斷的快速突變。
“在那一天,我們的祖先第一次成功地?fù)魯〔⒄碱I(lǐng)了全新的敵人——人體的巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞。第一次用他們的DNA進行了反轉(zhuǎn)錄①,產(chǎn)生了第一批HIV。在經(jīng)過變異、篩選與調(diào)整之后,我們擁有了改進過的gp120糖蛋白,它能讓我們結(jié)合CD4+T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的細(xì)胞膜表面上的輔助受體,從而攻破這些鎧甲的防護。就像我們曾經(jīng)在黑猩猩身上做過的一樣——只不過在這里,我們無須繼續(xù)束手束腳?!?/p>
“因為人類數(shù)量很多,而且到處都是?!?/p>
“而且他們還非常喜歡使用針頭,這可是偉大的發(fā)明?!?/p>
“還有,人類之間的親密活動比他們的表親更加頻繁。”
①反轉(zhuǎn)錄
是以核糖核酸(RNA)為模板,通過反轉(zhuǎn)錄酶,合成DNA的過程。
●科學(xué)知識點
HIV生活周期
HIV屬于反轉(zhuǎn)錄病毒科慢病毒屬,為有包膜的單股正鏈RNA病毒,基因組約為9.5kb,主要引起慢性進行性感染,病毒在宿主體內(nèi)會潛伏很長時間才引起疾病。
HIV的生活周期主要包括以下過程:病毒結(jié)合靶細(xì)胞受體,病毒包膜與細(xì)胞膜融合,病毒核心進入細(xì)胞漿,病毒RNA反轉(zhuǎn)錄成DNA,病毒DNA進入細(xì)胞核并整合進宿主DNA中,病毒RNA轉(zhuǎn)錄和出核,病毒RNA翻譯蛋白質(zhì)以及裝配子代病毒顆粒,病毒出芽成熟。
HIV有兩型,HIV-1和HIV-2,大多數(shù)艾滋病由HIV-1引起。
科學(xué)知識點
HIV致病機理
HIV的致病機理是HIV感染引起機體免疫功能進行性受損,從而導(dǎo)致各種機會性感染和腫瘤。HIV對機體免疫系統(tǒng)各個組成部分都能造成直接或間接損傷,CD4分子是HIV的主要受體,因此,CD4+T淋巴細(xì)胞是HIV攻擊的最主要靶細(xì)胞。HIV引起的免疫損傷主要表現(xiàn)在CD4+T淋巴細(xì)胞數(shù)量進行性減少,HIV的感染也以檢測到GD4+T淋巴細(xì)胞減少為特征。
CD4+T淋巴細(xì)胞在機體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的中樞指揮作用,HIV對CD4+T淋巴細(xì)胞的損傷會造成免疫系統(tǒng)功能的嚴(yán)重缺陷,進而可能并發(fā)各種機會性感染②和腫瘤,主要包括結(jié)核?。ㄗ畛R姷牟l(fā)癥)、念珠菌病、鳥型非結(jié)核分枝桿菌病、弓形蟲病、隱孢子蟲病、單純皰疹病毒感染、卡氏肺孢子菌病、丙肝等。各種腫瘤包括卡波西肉瘤、非霍奇金淋巴瘤、侵襲性宮頸癌等。
②機會性感染
顧名思義,就是當(dāng)人體免疫防御功能下降的時候,就給一些致病力較弱的病原體提供了可乘之機,它們開始大肆繁殖并對人體造成損害,從而導(dǎo)致各種疾病。
“很好?!彪S著族長的指點,族人的記憶一一復(fù)蘇,他們回憶起了曾經(jīng)的苦難時代,以及目前的輝煌歲月,“與SIV時代不同,我們的生存難度已經(jīng)大幅度降低了,現(xiàn)在的我們是成功的一族……”
“我還聽說,我們被稱為‘無堅不摧的防線破壞者?!币幻迦死洳欢≌f道。
“誰告訴你的?”
“是我和我的隊友上次在小腸壁附近干掉一幫T淋巴細(xì)胞之后,從一伙幸存下來的輪狀病毒那兒聽說的。”那名族人洋洋得意地答道,“那些家伙當(dāng)時遭到了抗體的攻擊,死傷慘重,如果不是我們幫忙削弱了免疫系統(tǒng)防線,他們準(zhǔn)得全軍覆沒。帶頭的輪狀病毒可是說了我們不少好話。他說這次挑上成年人作為宿主,原本是個致命的錯誤。因為幾乎所有成年人類的T淋巴細(xì)胞都認(rèn)識他們這樣的家伙。如果不是我們英勇地消滅了那些惡棍,他們絕對不可能成功地在腸道細(xì)胞一帶打下橋頭堡……”
“愚蠢!”不待族人說完,族長立即打斷了他。
“啊?”
“愚蠢!”族長再次重復(fù)道,“我們什么時候以‘防線破壞者這樣愚蠢的名號為目標(biāo)了?”
“可是……”
“我知道你們是怎么想的。我們生來就是免疫細(xì)胞的對頭,多虧了我們精通變化之道,那些蠢貨從來都沒能真正建立起對我們的有效防御手段,頂多只能在某些時候抑制我們罷了。而我們則以他們作為生存與繁衍的原料。但切記,這一切都只是為了我們自己!”族長獰笑道,“防線破壞者?不,真正對我們有利的,恰恰是讓這道防線盡可能地多佇立一陣!只有這樣,那些可憐的防衛(wèi)者才會被源源不斷地創(chuàng)造出來,并補充到防線上,淪為我們的餌食。如果防線真的被擊潰,得利的只有那些乘虛而入的混蛋……你們覺得,他們會在乎我們的死活?”
“……原諒我,族長。我太自大了?!?/p>
“知道就好。記住,和那些急躁冒進的愚蠢種族不同,我們一族勝利的訣竅只有兩個:慢,以及變。我們不斷變化,讓敵人無從認(rèn)出我們的相貌,讓可惡的疫苗產(chǎn)生的中和抗體每一次都只能落空。我們的行動緩慢而穩(wěn)定,這樣才能在盡量長的時間內(nèi)生存、繁衍,并在這個世界上擴展我們的宏偉版圖。”族長解釋道,
“否則,你們以為,我們?yōu)楹我M化出如此繁多的調(diào)節(jié)基因?為何我們不一有機會就竭盡全力地繁衍?因為我們懂得長遠(yuǎn)考慮?!?/p>
科學(xué)知識點
感染HIV的癥狀
感染HIV(指HIV-1型)后,患者的病史主要包括感染初期的急性癥狀期,持續(xù)較長時間的無癥狀期(潛伏期),以及發(fā)展到艾滋病期,最終死亡。這一過程的臨床表現(xiàn)錯綜復(fù)雜。
HIV-1的急性感染期,在感染后2~6周內(nèi),因為大量HIV復(fù)制和CD4+T淋巴細(xì)胞急劇下降,大約有50%的感染者會出現(xiàn)HIV病毒血癥和免疫系統(tǒng)急性損傷引起的臨床癥狀,主要表現(xiàn)為發(fā)熱、精神淡漠、皮疹、肌痛、頭痛等;有10%~15%的患者會出現(xiàn)單核細(xì)胞增多,癥狀表現(xiàn)為全身性、皮膚、神經(jīng)系統(tǒng)以及胃腸道反應(yīng)。急性期后,絕大部分患者會進入無癥狀期,這個時期可以持續(xù)數(shù)月到數(shù)年或者更久,有的患者在這個時期會出現(xiàn)持續(xù)性淋巴腫大的情況。
HIV-1病毒結(jié)構(gòu)圖
隨著免疫功能的不斷衰竭,患者會進入艾滋病期,也就是臨床期。在此期間,患者會發(fā)生HIV的相關(guān)癥狀,主要表現(xiàn)為持續(xù)1個月以上的發(fā)熱、盜汗、腹瀉、體重減輕,還有患者會表現(xiàn)為記憶力減退、精神淡漠、性格改變、頭痛、癲癇與癡呆等癥狀。除此,還會發(fā)生各種各樣的機會性感染與腫瘤,直至患者最終死亡。
科學(xué)知識點
HIV的傳播
HIV可以通過性接觸傳播、注射感染的血或血制品傳播、母嬰垂直傳播和母乳喂養(yǎng)傳播,我國如今HIV最主要的傳播途徑是性傳播。因此,國家加大預(yù)防艾滋病的健康宣傳教育,推廣使用安全套,推廣性傳播疾病的治療,對獻血、獻器官、獻精進行HIV檢測,禁止共用注射器、注射針、牙刷、剃須刀等,暴露后立即進行抗反轉(zhuǎn)錄病毒治療,讓感染的母親使用阻斷藥預(yù)防母嬰垂直傳播等一系列措施,這些都可以減少HIV的感染傳播。
截至今日,人類在研發(fā)HIV疫苗和藥物上做了非常多努力,但依然沒有疫苗成功面世,也沒有僅通過藥物治愈感染者的情況出現(xiàn)。
③包膜
也叫囊膜,指病毒外殼包被的由蛋白質(zhì)、多糖和脂類構(gòu)成的類脂雙層膜。囊膜主要來源于宿主細(xì)胞膜(磷脂層和膜蛋白),但也包含有一些病毒自身的糖蛋白。病毒囊膜的主要功能是幫助病毒進入宿主細(xì)胞。
“那是當(dāng)然的,族長大人?!弊迦酥槐硎荆澳俏覀兊南乱徊接媱潯?/p>
“當(dāng)然是為了長遠(yuǎn)的未來打算?!弊彘L答道,“如果一切按計劃進行,我們很快就會隨著血液循環(huán)進入生殖系統(tǒng)。我之前已經(jīng)得到了消息,這名宿主早已進入了可以懷孕的階段。一旦那件事發(fā)生了,我們就要就近攻占一批T淋巴細(xì)胞擴展勢力,然后通過胎盤向胎兒進發(fā)。只要能安然轉(zhuǎn)移到下一個宿主身上,我們就又能獲得……怎么了?”
“不好啦!族長大人,我們所在的巨噬細(xì)胞似乎已經(jīng)離開了血管,正在向不明方向流動!”同伴帶來了可怕的消息。
“這……這怎么可能?!”
雖然不愿承認(rèn),但族長還是當(dāng)機立斷,下令族人迅速將這個被奪占的免疫細(xì)胞內(nèi)能用的物質(zhì)全數(shù)回收,然后立即撤離。隨著DNA聚合酶的作用,他們開始駕輕就熟地通過原有RNA鏈制造出用于逆轉(zhuǎn)錄的DNA模板,將自己的遺傳信息轉(zhuǎn)錄入細(xì)胞的DNA內(nèi),然后又利用后者轉(zhuǎn)錄出更多的RNA。在逃離細(xì)胞之前,他們也確保了所有新生的族人都已經(jīng)套上了一層蛋白質(zhì)衣殼,以及裝備有合適種類蛋白的包膜③。雖然這層衣殼非常脆弱,既不耐熱,也不耐酸,更抵擋不了略微強一點的紫外線,但這已經(jīng)是HIV所擁有的自我防護手段的極限了。
在逃出先前寄生的細(xì)胞后,族長意識到,最糟糕的事情確實發(fā)生了:原本嚴(yán)絲合縫的血管壁,不知何時竟然出現(xiàn)了一大片醒目的缺口,大量血液正從中不斷滲出。數(shù)量眾多的免疫細(xì)胞正在這處可怕的缺口附近集結(jié),釋放出大量抗體,與蜂擁而入的各路入侵者展開混戰(zhàn)。有那么一會兒,族長還以為這處血管是因為外力而被切開或者蹭破了,但很快他就注意到,一切并沒有那么簡單。
在混亂的戰(zhàn)場上,一群熟面孔正在集結(jié)一一在久遠(yuǎn)的過去,當(dāng)始祖的祖先還是SIV時,他們一族曾經(jīng)在叢林深處與這些長得活像是細(xì)小蠕蟲的家伙有過一面之緣:這些混蛋是絲狀病毒家族下屬的埃博拉病毒,在各種烈性病毒之中最為暴烈,破壞性最強,也是最不計后果的一群。在某種意義上,他們的特征恰恰是HIV一族的極致反面:這些家伙能以極快的速度將所觸及的人體組織掠奪一空,在極速繁殖的同時令血管分崩離析,并以可怕的效率侵蝕巨噬細(xì)胞、纖維原細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞、腎細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞等,造成臟器壞死和組織出血,制造出無數(shù)像這樣的惡性、足以致命的內(nèi)出血。這些瘋狂的掠奪者從來不知道節(jié)制,尤其是在族人早已暗中活動多年、將內(nèi)部防御腐蝕得千瘡百孔的情況下。
“不!不!可惡!你們不能這樣!”
雖然明知這么做毫無用處,但族長仍然朝著一群埃博拉病毒怒吼道。后者剛剛鉆出一個被徹底摧毀的血管細(xì)胞的殘骸,正興高采烈地沖向下一個獵物?!澳銈冞@么做會殺了宿主的,白癡!你們會把一切都?xì)Я说?!?/p>
科學(xué)知識點
埃博拉病毒
學(xué)名Ebola virus,又譯作伊波拉病毒,是一種十分罕見的病毒,于1976年在蘇丹南部和剛果(金)的埃博拉河地區(qū)發(fā)現(xiàn)。是一種能引起人類和其他靈長類動物產(chǎn)生埃博拉出血熱的烈性傳染病病毒。其引起的埃博拉出血熱(EBHF)是當(dāng)今世界上最致命的病毒性出血熱。感染者癥狀包括惡心、嘔吐、腹瀉、膚色改變、全身酸痛、體內(nèi)出血、體外出血、發(fā)燒等。死亡率在50%~90%不等,致死原因主要為中風(fēng)、心肌梗死、低血容量休克或多發(fā)性器官衰竭。生物安全等級為4級,病毒潛伏期可達(dá)2~21天,但通常只有5~10天。
埃博拉病毒結(jié)構(gòu)圖
科學(xué)知識點
HIV目前未能治愈的原因
在研究人員對HIV的研究中,發(fā)現(xiàn)HIV存在潛伏感染。潛伏感染是指病毒基因組存在于一定組織或細(xì)胞中,并不復(fù)制,但在某些條件下可被激活并產(chǎn)生有感染性的病毒體。HIV潛伏感染的靜止期細(xì)胞是感染者體內(nèi)病毒儲藏庫的主要部分,HIV的病毒儲藏庫是清除患者體內(nèi)HIV的巨大障礙,也是如今不能完全治愈患者的最主要原因。
“那又如何呢?”其中一個家伙暫時停下了撲向獵物的動作,反問道,“我們可不是你們這些怯懦的HIV,我們只聽從最直接的本能!放著現(xiàn)成的核酸和蛋白質(zhì)不要,那才是最為愚蠢而可恥的行徑。你們那可笑的‘節(jié)制,對我們而言沒有任何意義。我們需要的只有噴濺的鮮血,僅此而已。哈哈哈哈……”
“白癡!真是白癡!”族長咒罵著,但卻拿這家伙毫無辦法。族長知道,埃博拉病毒以及他的絲狀病毒親戚們,統(tǒng)統(tǒng)都是一群瘋子。這些家伙根本不在乎宿主的死活,正如他們也不在乎自己的死活。和已經(jīng)變得高度依賴人類宿主的HIV不同,絲狀病毒家族之所以敢如此莽撞行事,也有著某些有恃無恐的成分。在陰暗的叢林深處,絲狀病毒還有著為數(shù)眾多的非人類宿主,尤其是那些有著出色的免疫能力,能與他們共存的翼手目動物。只要這些“基本盤”仍然穩(wěn)定,這幫混蛋無論因為自己的魯莽損失掉多少支先頭部隊,都不至于對種族的存續(xù)造成任何威脅……
隨著被血液裹挾著流出宿主體外,族長知道,自己的那些長遠(yuǎn)圖謀終究還是變成了泡影。很快,脫水、紫外線和炎熱就會殺死他和同伴,結(jié)束他這一支的延續(xù)努力。不過,族長并不為此感到悲傷:和那些總是不肯做出任何讓步,每一回都迅速與宿主同歸于盡,因此只能在陰暗的叢林中潛伏至今的瘋子不同,HIV一族早已通過“慢”和“變”這兩大策略擴散到了整個世界,只要人類的數(shù)量仍然足夠多,他們就會繼續(xù)存活下去,繁衍下去。而像這樣零星的損失,根本無關(guān)緊要。
“我們……將會……死去,但我們也會……繼續(xù)……存活?!?/p>
在最終失去活性之前,族長自言自語道。