笔下文学

生命的起源和边界（第2页）

在生物和非生物之间的交界处，无处不在、介乎其中的就是病毒，它是一束分子，很像生物，能够自我复制，却又不像生物，只能寄居于活细胞内才能繁殖，必须从宿主细胞获得基本要素。最小的病毒叫做类病毒，在它们的染色体上仅仅携带240比特的信息，相比之下，人体携带有30亿比特。尽管类病毒简单到如此程度，却能在其生命周期里在植物细胞内自我复制，并致植物于严重疾病状态。病毒的种类繁多，不同的病毒对其宿主产生不同的影响，并强迫宿主付出各种代价。

病毒及其在人类中引起的疾病在人类历史的长河中扮演了重要的角色，有许多由病毒引起的疾病，例如天花，可以追溯到2000年前。但仅仅在19世纪八九十年代，我们才知道病毒是一种特殊的实体。今天我们可以有把握地说，我们已经根除了天花，自从1977年以来从未有过该病例报告（除了实验室的偶然事故以外）。但是人体免疫缺陷病毒（HIV）——现在流行的艾滋病的病源——又是另一回事。至今我们还没有能力控制或者理解这种病毒。显然，医学关怀为研究这些处于生命边界上的微小生物提供了迫切的动力。

这张照片里显示的是微生物学家赫尔希，他与卢里亚及德尔布吕克由于在病毒的复制机制和遗传结构方面的工作而分享诺贝尔生理学或医学奖。

例如，病毒可以给我们对癌症及其起因和（未来的）防治带来新的认识。病毒有时会通过搅乱宿主细胞，歪曲它的功能和信号，引起癌症。通过辨认这些被歪曲的功能和信号，我们从分子的角度对癌症有了新的认识，并且为新的治疗方法提供了途径。在台湾进行的一项崭新的计划中，给63500名新生婴儿接种疫苗，以防治乙型肝炎病毒，根据1996年9月出版的《10年追踪调查》，这一接种疫苗的结果，使85％的潜在患者得到了防治。

但是病毒也提供了一种样品，让我们了解有机体在最简单水平上的运作机理，于是它们给研究者提供了一扇理解更复杂的生物的窗口。

正如微生物学家德尔布吕克在1949年所写：“任何活细胞都携带有它的祖先数十亿年摸索所取得的经验。”［德尔布吕克和微生物学家赫尔希（AlfredDayHershey，1908—1997）及卢里亚由于在病毒遗传结构方面的工作而荣获1969年诺贝尔生理学或医学奖。］如德尔布吕克暗示，从这些水平上进行观察，我们了解到了许多东西，我们还将继续询问并且探索这些问题：什么是病毒?它们是活的吗?它们看起来像什么?是不是有许多种不同的病毒?是不是每一种病毒都引起一种特定的疾病?病毒是怎样引起疾病的?病毒是怎样自我复制的?我们从病毒中学习到哪些知识可以运用于人类?

20世纪30年代时，科学家同意用“病毒”一词表示能够穿过细菌过滤器的任何媒介，今天这一定义仅仅局限于亚微观的媒介（小于0．3微米）。所有病毒都需要宿主细胞，以便自我复制，这一寄生行为往往引起宿主细胞的死亡或变化，这就是为什么大多数病毒会引起疾病的原因。

20世纪30年代还有两大事件推动了对病毒及其特性的认识。第一件，1935年斯坦利（Weanley，1904—1971）表明病毒可以采取结晶形式。第二件，德国电气工程师鲁斯卡（ErnstAugustFriedrichRuska，1906—1988）引进了新的工具——电子显微镜。它利用的是电子束，而不是可见光。仪器的强大聚焦能力使分辨率一下子增大了400倍，后来很快又得到了改进。（鲁斯卡由于这一工作获得了1986年诺贝尔物理学奖，这一奖励晚了点。）到了20世纪40年代末和50年代，放大倍数增加到了100000倍，可以分辨小到0．001微米直径的物体。从1959年到1961年，芬兰细胞学家威尔士卡（AlvarP．Wilska）和法国细菌学家杜波依（GastonDupouy，1900—1985）设计了一种方法，使得病毒的各个部分可以立体展示，随后用电子显微镜对活病毒进行观察。现在电子显微照片可以使科学家看到病毒的微观世界，而在以前他们只能依靠猜测。

研究者发现，病毒的核心是包含遗传信息的核酸，围在外面的蛋白质则提供保护机制。有的外壳的形状有点像网格球顶，由20个等边三角形的面组成。有些病毒利用DNA作为遗传密码的载体（正如非病毒的生物体那样），有些则利用RNA。

至于病毒是否具有生命力的问题，争议仍在进行之中。它们具有活细胞的许多特性，而且可以和生物体一样运用同样的遗传密码——如果不是这样，它们就无法成功地依赖细胞生活。它们按照计划发挥功能，并且能够在一个细胞的范围内安排自己的复制。和其他生物体一样，病毒会演变，并且能够适应周围环境的变化。这些特性描述的难道不是最简单的生物吗?或者，它们描述的难道不是一个极其复杂的分子系统——一群化合物吗?

逆转录病毒

逆转录病毒最早大约是1908年在小鸡身上遇到的，它们使鸡患上白血病，但是最初没有人想到它们会有如此不可思议的生命周期。后来证明，逆转录病毒遗传信息的载体原来是由RNA，而不是由DNA组成的。逆转录病毒起先被称为RNA病毒，它产生DNA复本，或者叫前病毒，而前病毒又转录为RNA病毒。（这是逆转，因此叫做逆转录病毒。）1970年梯明（HowardMartinTemin，1934—1994）和巴尔的摩（DavidBaltimore，1938—）分别宣布在病毒粒子内部发现一种酶——逆转录酶——使得遗传信息的流动方向是从RNA到DNA（与大多数细胞中发生的转录正好相反）。这一过程对于某些病毒复制至为关键。它还提供了一种新的工具，允许分子生物学家把任何RNA样品复制为DNA。对于20世纪70年代基因克隆和遗传工程的革命来说，这也是关键的一步。研究逆转录病毒所获得的知识构成了对癌症的现代理解的重要基石。

逆转录病毒附着在宿主细胞表面的特殊接收器上，然后钻进宿主细胞的细胞质。在那里，这个鬼鬼祟祟的入侵者脱掉自己的保护外壳，通过逆转录，把它的RNA转为DNA双链。双链的DNA又转移到核内，整合到宿主细胞的染色体（或基因组）中。整合后的DNA产生一个DNA复本（叫做前病毒），它又转录成病毒RNA。现在病毒已经被宿主细胞的后代继承。在细胞的正常复制过程中，当RNA来到核外，进入细胞质中的核糖体，翻译成为蛋白质时，某些酶与细胞质中的病毒RNA相结合，并且转移到细胞周围的质膜上。这就启动了增殖过程：病毒颗粒从被感染细胞的质膜那里借来外壳，把自己团团围住，离开细胞表面，寻找新的宿主细胞，于是开始了下一次循环。

有些逆转录病毒并不杀死宿主细胞，这些宿主细胞在它的DNA结构中携带前病毒，不断复制和繁殖。其他的逆转录病毒则引起宿主细胞发生变化，产生肿瘤。第三类包括艾滋病病毒，它们杀死宿主细胞，而其作用机制和采用的手段至今仍不完全清楚。

尽管其他逆转录病毒通常都不是不能控制，但艾滋病病毒却是过去二三十年里研究者面临的最大挑战。事实证明它是一个诡秘、顽强和险恶的对手。

鬼祟而阴险：艾滋病的故事

20世纪70年代末，纽约和旧金山的医生们开始遭遇到一些不同寻常的真菌感染病例以及一种被称为卡波西（Kaposi）肉瘤的罕见癌症。80年代初，佐治亚州亚特兰大的疾病控制中心（CDC）有一位名叫福特（SandraFord）的技术人员注意到，大量的卡氏肺囊虫肺炎病例突然出现，这是一种罕见的肺炎，通常只是袭击免疫系统衰竭的病人，以前大多数是癌症化疗后的副作用，但是现在却出现在健康人的身上。

于是疾病控制中心开始进一步关注，结果找到了大约500个曾经报道过的神秘疾病的事例——一种致命的折磨摧毁了受害人的免疫系统。最早知道的病例中，五分之四是同性恋男子和双性恋男子，于是起初这种疾病叫做与同性恋有关的免疫失调，但是这一名称很快改为获得性免疫缺陷综合征（AcquiredImmuneDefidrome），或者简称艾滋病（AIDS）。在20世纪80年代初，这一现在已经广泛知晓的疾病相对还是比较隐蔽。但是到了1982年底，美国30个州已经报告了800个以上这样的病例。

后来在1985年8月，据新闻透露，著名的电影明星哈德森（Ro，1925—1985）也得了艾滋病，不久他就死于这种疾病。现在艾滋病突然成了公众谈虎变色的话题，随着受害人数的迅速增加，成了极其严重的问题。不久就澄清，这种病不只限于男性同性恋者。自从20世纪70年代末以来，它一直在非洲和亚洲的人口中蔓延，研究表明，1992年非洲的一些地区估计有5％～20％的有性行为的成年居民受到感染。再有，到了1992年，艾滋病成了南北美洲、西欧和撒哈拉大沙漠以南非洲地区主要城市中育龄期妇女（在20至40岁之间）死亡的第一原因。更有甚者，研究表明感染了艾滋病病毒的妇女所生婴儿中，24％～33％会得艾滋病。

问题的紧迫性最终得到了公认。是什么引起了艾滋病?它是怎样传播的?怎样才能治愈，或者得到控制?此时人们已经清楚，艾滋病是一种传染病，并很快就认识到有一种叫做艾滋病1型的病毒很可能是罪魁祸首［1983年分别由法国巴斯德研究所的蒙塔尼亚（Luer，1932—）和美国健康研究中心的研究员伽罗（Rallo，1937—）发现］。这种病毒事实上完全依赖血液或精液传播，尽管研究者在其他一些体液中也发现了艾滋病病毒。这些体液包括唾液、眼泪、尿、母乳、脑脊髓液以及某些子宫颈和**的分泌液。起初，艾滋病病毒有时经输血传播，并且在某些情况下，通过治疗血友病所用的凝血剂传播。最早的一种防治措施就是测试血液供应和凝血剂供应，以防止艾滋病1型（HIV-1）病毒，结果，这种感染源在1985年终于被切断了。

1983年1月，美国出现了异性恋受害者的首例报告，他们共用静脉注射器注射毒品。疾病可以通过微量的被感染血液传播，事实上，当吸毒者把用过的针从一人转到另一个人时，针上的一滴血就足以传播艾滋病。静脉毒品使用者很快就被公认为是这种疾病的主要危险人群。

艾滋病病毒攻击宿主的免疫系统，从而导致宿主死亡。免疫系统是身体的一部分，专门用于对付病毒、细菌和其他入侵者，以抵御疾病和感染。艾滋病病毒附着在宿主细胞表面的特殊接受器上，钻进细胞内部，在里面复制，再杀死细胞。艾滋病病毒最喜爱的接受器，是人体免疫系统中的重要成员，叫做CD4T细胞。CD4T细胞识别血液中外来的攻击者，帮助系统中其他细胞制造抗体。它们还帮助第三种类型的细胞发展成为效应T细胞。所以，CD4T细胞的损失对免疫系统的另两个部分具有破坏性作用，既影响抗体对付进攻的病毒，又影响效应T细胞的产生。

死亡并不即刻到来，事实上从感染病毒到发展成艾滋病，可能要经过数年或者更长时间。在此期间，感染者可能是一个不为人知的病毒携带者。在20世纪90年代初，有一个估计数字是美国感染艾滋病病毒的人在100万至150万之间。一旦艾滋病发作，疾病的进程有可能缓慢变化，但最终结果总是一样的：由于免疫系统虚弱，人很容易得病，在与偶得的疾病反复较量之后终于死亡。据报道，1981年到1991年之间美国有19万例艾滋病患者，其中12万人死亡。到2000年，全世界感染艾滋病病毒的人数达到3470万。世界卫生组织报告，在1981年到2000年底之间，死于艾滋病的人数达2180万。

是什么使得艾滋病1型病毒如此不寻常地具有致死效应?因为它把自己伪装成身体的一部分，然后使免疫系统的关键组成部分T细胞无法识别。要找寻一种治疗方法特别难，因为HIV病毒轻易就会“变脸”，从而产生抗药性。然后，变异的新病毒继续兴风作浪，并以新的形式复制，不受药物影响，也不被人体免疫系统识别。

有好几种药剂已经被发现，对疾病可以起到延缓进程的作用，其中包括迭氮胸腺嘧啶核苷（AZT）和双脱氧肌苷（ddI），尽管它们具有许多毒副作用；人们迫切想要攻克这一顽症，但是工作极为艰巨。艾滋病病毒比起大多数流感病毒来，变异要快1000多倍，要研制一种战胜它的疫苗或者药剂，正如有些科学家说的，“就像试图击中活动靶子一样”。再有，大多数疾病的治疗都试图激励人体本身的免疫系统来取得胜利。但是在艾滋病中，免疫系统正是受到攻击的系统。然而，1993年2月，在实验室里研究艾滋病的研究者发现，某些药剂的组合，特别是一种特殊的三重组合，对病毒产生了有希望的效应。尽管病毒还能够像往常那样变异，以便产生抗药性，但是新型病毒有时却不能复制。这就意味着，一旦特定的病毒寿终正寝，它将绝后。如果这一过程不断重复，经过较长的时间并且一直持续下去，病毒最终有可能在它的宿主体内死亡，战争就会胜利。但是到了10月就发现，这一三重组合策略并不总是有效。有时病毒会抵制复合药剂，从而继续生存和复制。事实上，在其他研究者所做的实验中，这一策略并不奏效；变异的病毒看来还能够生存，继续它的正常生命周期。所以，三重组合的药剂并非病毒失效的必要条件。没有找到任何可用疫苗，尽管做出了种种努力，但前景不容乐观。正如一位研究者所警告的，由于这一病毒的特性，疫苗可能事与愿违，把免疫系统本身误认为有待攻克的病毒。因此至今还没有治疗艾滋病的魔弹。

迄今为止，艾滋病依然是人类抵御疾病的一场巨大失败。在医学领域，由于一个世纪来科学的杰出成果，我们盼来了磺胺类药物、青霉素和各种免疫接种，从而享受到历史上从未有过的高寿和多育的人生。我们能否找到一种方法来战胜这一微小而有非凡变异能力的致命杀手?只有时间可以做出回答。

与此同时，我们抵御艾滋病的最好方法就是通过教育。如果我们能够成功地避免艾滋病毒从一个宿主传到另一个宿主，最终它将不再流行。这一计划的关键是要让每个人都知道，没有保护的性关系（“不安全的性行为”）和静脉注射吸毒（特别是共用针头）是极其危险的行为。这是三种最容易传播艾滋病病毒途径中的两种。（第三种途径是分娩时从母亲传给婴儿。）研究已经表明，一旦传染上了艾滋病病毒，宿主最终将会发展成艾滋病，因此而死亡。但是，只要避免危险行为，每一个人（除了受感染的母亲出生的孩子）都可以保护自己。

对于无数饱受折磨的个体来说，他们依然怀有治愈的渴望。还有更多的人可能在未来的岁月里遭遇这种疾病，因此对于有效的疫苗接种和治疗方法的祈求从未终止。研究仍在进行中。