我们的身体如何改变那些试图感染我们的生物

Dr. Doreen Muth from the virology institute of the Bonn Faculty of Medicine works under a flow head at a clean bench in a biosafety level three (BSL-3) laboratory in the western German city of Bonn May 31, 2013. The virology institute of the Bonn university researches on viruses with the help of bat and human cell culture models and reverse genetic systems for corona viruses (SARS-Coronavirus, HCoV-NL63) to characterize and compare the functions of homologous viral proteins from newly identified viruses. Picture taken May 31, 2013. REUTERS/Wolfgang Rattay (GERMANY - Tags: SCIENCE TECHNOLOGY HEALTH) - RTX11PFK
Viruses can emerge in humans simply by being in the right place at the right time.Image: REUTERS/Wolfgang Rattay
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人体内寄居着许多微小的“乘客”。此刻,你可能正在孕育、排出,或已经被病毒、细菌、寄生虫或真菌微生物定殖——也许这些情况都有!你生病了吗?也许是,也许不是。

部分原因在于你拥有有效的天然武器和屏障,它们能消灭这些微小乘客,或将它们控制在体内。免疫防御在我们作为宿主与保持健康之间维持平衡,但微生物擅长迷惑或躲避我们细胞的防御。

病毒的生死速度

人类可以活80年,可能生育两个后代。再看看流感病毒。一个被病毒感染的宿主细胞,在以小时计的每个复制周期中可以产生一千个新颗粒。病毒迅速复制、不断适应,却没有任何宏伟计划。

不同病毒的复制会受到许多因素和力量的影响,并通过基因变化不断调整。每个病毒复制周期都会出现随机错误,也就是突变;它们大多无益,但有时也会带来好处。

一种新病毒若发生突变,从而能抵御药物或免疫防御,就可能在宿主体内数千种新复制出的病毒中成为占主导地位(最常见)的病毒。这些病毒适应能力更强,也最有可能传播给他人。

只要恰好身处合适的地点和时间,人类就会增加新病毒在我们体内出现的机会。我们进入曾经与世隔绝的森林,对异国风味的渴望不断增加,进行活体动物交易,通过使我们接触罕见病原体的文化习俗,以及未能充分或正确治疗感染,都会造成这种情况。

病毒如何被迫适应宿主

禽流感(即“鸟流感”)病毒若要成为威胁人类的大流行病毒,就必须更善于感染新的人体宿主并从中传播。人感染鸟类病毒后,病毒便会承受来自人体免疫反应的压力,而免疫反应一心要将其消灭。

每一代新病毒中,适应能力最强、最善于附着并进入人体细胞的变异株所占比例都会增加。

最容易传播的新型突变病毒,也会在上呼吸道复制,因为它们最容易通过咳嗽和打喷嚏感染其他人。

严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)已不再在人类中被检测到,但在2002年至2004年期间,它曾在人群中传播,可能是从感染蝙蝠的果子狸传染而来。

SARS-CoV获得了感染人类并在人与人之间更有效传播的能力,而且这种病毒会导致严重的人类疾病。但这些新能力仍不足以使这次疫情演变为持续的人际传播。流感病毒则经常在人群中站稳脚跟。

细菌如何应对压力

与大多数尚无有效疗法的病毒感染不同,细菌感染可以用抗生素治疗。但人类对此渐渐掉以轻心,过度使用抗生素,还开抗生素处方来不当治疗病毒感染,或促进动物生长。

由于人类的影响,出现了强势细菌。它们通过突变和交换遗传元件,进化出抗生素耐药性,从而避开抗生素的作用,并在新的环境中繁衍兴盛。

导致结核病的细菌走上了这条道路,导致淋病的细菌也是如此。随着更多超级耐药细菌出现,曾经有用的各类抗生素正在失效。

寄生虫躲闪周旋,避开我们的杀伤细胞

寄生虫与人类共同进化,并形成了一种平衡:我们的身体能够清除它们,而它们在繁殖并传播给新宿主时也会对我们造成伤害。

疟疾寄生虫疟原虫会在我们的红细胞中生长并藏匿。一旦免疫细胞识别出入侵者,这种微生物就可能突然改变,以躲避检测。于是我们的身体必须重新开始工作,辨别哪些部分属于外来物,哪些属于自身细胞。

但情况并非全然糟糕

并非所有微小乘客都有害。人体微生物组包含身体内外的所有微生物。肠道微生物组中有许多种细菌,它们维持着生物平衡。但当这种平衡被打破时,由此产生的失衡与睡眠、情绪、免疫力变化以及慢性病的发生有关。

皮肤、呼吸道和生殖道中也存在类似的平衡。如果针对一种细菌使用抗生素,导致另一种细菌增多,这种平衡就可能被打破;治疗还可能无意中减少有益细菌。

许多微小乘客已经进化出繁殖和传播的能力,并以我们为宿主。这些微生物之所以持续繁衍,是因为它们已经适应了我们的有意识和无意识的控制或消灭尝试。不过,微生物也可能以我们尚未充分了解或利用的方式帮助我们。

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