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人類體內(nèi)共有380萬億多個(gè)病毒,為什么我們卻活得好好的?

發(fā)布日期:2020-08-22 發(fā)布人:潤(rùn)達(dá)生物

在生命誕生之初,病毒就已經(jīng)存在,人們一般認(rèn)為病毒和細(xì)胞是幾乎同時(shí)出現(xiàn)的。或者說,最原始的生物處于一種介于細(xì)胞與病毒之間的形態(tài),經(jīng)過選擇后朝著兩個(gè)不同的方向進(jìn)化。

在生命誕生之初,病毒就已經(jīng)存在,人們一般認(rèn)為病毒和細(xì)胞是幾乎同時(shí)出現(xiàn)的。或者說,最原始的生物處于一種介于細(xì)胞與病毒之間的形態(tài),經(jīng)過選擇后朝著兩個(gè)不同的方向進(jìn)化。


病毒和細(xì)胞


  病毒不能獨(dú)自存活,必須要找到領(lǐng)地——宿主細(xì)胞才能存活。病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩大類,DNA病毒廣泛存在于人、脊椎動(dòng)物、昆蟲體內(nèi)以及多種傳代細(xì)胞系中,每種病毒只能感染一種動(dòng)物(個(gè)別例外),僅少數(shù)致病 ,所以DNA病毒危害較小 。

  而RNA病毒危險(xiǎn)性就很高了,艾滋病病毒(為逆轉(zhuǎn)錄病毒)、丙型肝炎病毒、乙型腦炎病毒、全部流感病毒、鼻病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、柯薩奇病毒、登革熱病毒、輪狀病毒、煙草花葉病毒等等都屬于RNA病毒。

病毒的結(jié)構(gòu)

  DNA病毒

  人類與病毒的斗爭(zhēng)從古元時(shí)期就已經(jīng)開始,在數(shù)百萬年的斗爭(zhēng)中,人類對(duì)抗病毒的武器在發(fā)展,病毒同樣也在進(jìn)化,選擇最適合自己的生存方式。

  許多病毒放棄了與人類免疫系統(tǒng)之間的對(duì)抗,簽訂了停戰(zhàn)協(xié)定,從此就在人類體內(nèi)定居,這些病毒的數(shù)量并不稀少,達(dá)到了380萬億多個(gè)。


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  很多人或許會(huì)并不相信,但是我們體內(nèi)外的每個(gè)表面都被微生物---細(xì)菌、病毒、真菌和很多其他的微觀的生命形式---覆蓋著。

  這些病毒并不是你經(jīng)常聽到的危險(xiǎn)病毒,比如導(dǎo)致流感或普通感冒的病毒,或者像埃博拉病毒或登革熱病毒那樣的更險(xiǎn)惡的病毒。

  溫和化是一種自然協(xié)同進(jìn)化的必然產(chǎn)物,因?yàn)檫^于烈性致死率有時(shí)候會(huì)切斷感染源,讓自己也無法繼續(xù)傳播下去,所以利益最大化的選擇還是“天長(zhǎng)地久”比較好,他們選擇在人類體內(nèi)生存,自然就與人類成為了命運(yùn)共同體。


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  其中很多病毒能夠感染生活在你體內(nèi)的細(xì)菌,它們被稱為噬菌體。噬菌體是病毒中最為普遍和分布最廣的群體。它們個(gè)體微?。徊痪哂型暾?xì)胞結(jié)構(gòu);只含有單一核酸??梢暈橐环N“捕食”細(xì)菌的生物。噬菌體基因組含有許多個(gè)基因,但所有已知的噬菌體都是細(xì)菌細(xì)胞中利用細(xì)菌的核糖體、蛋白質(zhì)合成時(shí)所需的各種因子、各種氨基酸和能量產(chǎn)生系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)其自身的生長(zhǎng)和增殖。

  第一個(gè)看到噬菌體的人一定會(huì)驚異與其相當(dāng)科幻的造型,它們看上去仿佛像是一個(gè)個(gè)微小的機(jī)甲,仿生蜘蛛的機(jī)器人;特別其多面體的外形也透露出一股賽博朋克的風(fēng)格。


噬菌體


  那么噬菌體是如何進(jìn)入人體內(nèi)的呢?

  科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了噬菌體可以從腸道粘液進(jìn)入人體內(nèi)的證據(jù)。顯微鏡和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明,噬菌體與真核細(xì)胞的小泡(vesicular)和細(xì)胞溶質(zhì)間隔(cytosolic compartments)存在互作。利用內(nèi)膜系統(tǒng)的高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)通行。噬菌體的胞轉(zhuǎn)作用(transcytosis)具有明顯的方向性,優(yōu)先從頂?shù)交邹D(zhuǎn)運(yùn)(大約占2個(gè)小時(shí)內(nèi)總噬菌體轉(zhuǎn)運(yùn)的1%)。


噬菌體侵染細(xì)胞


  但是,噬菌體具體的運(yùn)輸機(jī)制目前還沒有得到完全的驗(yàn)證,簡(jiǎn)單的噬菌體,在人體中究竟發(fā)揮著什么作用?這個(gè)問題至今仍然沒有得到完全的解答,科學(xué)界也僅僅只是了解了一部分噬菌體的作用。

  科學(xué)家目前發(fā)現(xiàn),噬菌體的自然屬性有助于保護(hù)我們免受病原體侵害,噬菌體也能提醒免疫系統(tǒng)哪里有潛在的病原體威脅。細(xì)菌感染使噬菌體涌入體內(nèi)(它們寄生在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)),因此噬菌體也可能觸發(fā)了某個(gè)針對(duì)細(xì)菌的炎癥反應(yīng)。

  《自然》雜志官網(wǎng)報(bào)道稱,一項(xiàng)最新研究表明,人類通過腸道每天吸收高達(dá)300億個(gè)噬菌體,且噬菌體能提高機(jī)體免疫力。

  而這也是學(xué)界一直在研究“噬菌體療法”的原因,可以說,人類如果沒有這些噬菌體的幫助,將會(huì)遭受許多疾病的侵襲。

  當(dāng)然,除了噬菌體之外,2O世紀(jì)70年代初,科學(xué)家在研究風(fēng)疹病毒對(duì)哺乳動(dòng)物胎兒的影響時(shí),首次發(fā)現(xiàn)一種球狀的微生物 (后被稱為內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒,endogenousretrovirus,ERV)。ERV通過前病毒 DNA與哺乳動(dòng)物的精子和卵子的基因組結(jié)合并在卵子受精時(shí)開始不斷復(fù)制。


ERV


  研究證明,所有的人體細(xì)胞均含有ERV,ERV在哺乳動(dòng)物的進(jìn)化中扮演重要的角色,德國(guó)腫瘤生物學(xué)家 HarrisJR認(rèn)為早在遠(yuǎn)古時(shí)代 (約1.2億年前)ERV就已入侵動(dòng)物細(xì)胞并在動(dòng)物體內(nèi)定居。研究顯示 ,ERV似乎對(duì)人類還有一個(gè)非常重要的貢獻(xiàn) ,就是它與胎盤一起構(gòu)成一種更為完善的防止微生物入侵胎兒的胎盤屏障,就像腸道內(nèi)的正常微生物與腸道粘膜結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成的腸道屏障一樣。

ERV作用

  簡(jiǎn)單來說,ERV保障了女性在懷孕時(shí),避免受到其他微生物的入侵,保證了胎兒的存活率,促進(jìn)了人類種群的繁衍,可以說,沒有病毒,人類也就很難生存。

  而有一些病毒在一開始與人類相處友善,最后卻走向黑化,比如一些腫瘤病毒,腫瘤病毒中的RNA病毒,前病毒 DNA的形式整合至宿主細(xì)胞的基因組,參與病毒的復(fù)制周期,并傳遞其遺傳信息,由病毒復(fù)制和病毒顆粒形成 。但不會(huì)引起宿主細(xì)胞的死亡,這也是 RNA病毒重要的生物學(xué)特性之一 。前病毒提供病毒的調(diào)控裝置,并長(zhǎng)期存在于感染的細(xì)胞內(nèi),一代代傳下去。起初,它們從屬于細(xì)胞的調(diào)節(jié)機(jī)制。因此,它們的狀態(tài)在很大程度上取決于細(xì)胞的狀態(tài)。細(xì)胞具有腫瘤性質(zhì),不取決于細(xì)胞內(nèi)是否存在病毒顆粒,起作用的是病毒的特殊物質(zhì)即轉(zhuǎn)化蛋白,不形成轉(zhuǎn)化蛋白,就不會(huì)損害細(xì)胞 ,也就不能表現(xiàn)出病毒的存在。此類病毒的代表是人類T淋巴細(xì)胞白血病I型病毒HTLv—l。


腫瘤病毒


  存在于人類體內(nèi)的380億個(gè)病毒,它們究竟都抱著什么樣的目的,會(huì)不會(huì)走向黑化,或者和人體免疫系統(tǒng)簽訂了什么協(xié)定,這是科學(xué)家一直想要了解的點(diǎn),但是它們的數(shù)量太多了。

  病毒可能棲息在人體內(nèi)外的所有表面上。在研究人員在人體內(nèi)觀察到的任何地方,都能發(fā)現(xiàn)病毒的蹤跡。包括血液、皮膚、內(nèi)臟甚至尿液。


病毒蹤跡


  不過,選擇與人類和平共處的病毒和整個(gè)龐大的病毒家族相比畢竟是少數(shù),人類和病毒的斗爭(zhēng)也將長(zhǎng)久持續(xù)下去。

  破壞我們體內(nèi)的細(xì)菌可能對(duì)我們的健康是有害的,因?yàn)槿梭w內(nèi)的細(xì)菌是阻止其他微生物入侵的主力部隊(duì)。

  比如,當(dāng)我們體內(nèi)的健康細(xì)菌群落受到抗生素使用的干擾時(shí),其他的不好的微生物(也稱為病原體)利用這個(gè)機(jī)會(huì)侵入我們的身體并讓我們生病。

  但是在保護(hù)細(xì)菌的同時(shí),卻無形之中殺死了對(duì)人體有益的病毒,這也對(duì)人類造成了許多負(fù)面的影響。

  目前科學(xué)家們都在想如何在保護(hù)我們免受不好的病原體傷害的同時(shí),還能讓有益的細(xì)菌保持完好無損。