新冠肺炎疫情反復，是我們不得不面對的處境。焦慮不安變?yōu)槌B(tài)，除此之外我們還能做什么？答案或許是了解我們自身。
相信疫情爆發(fā)以來，大家已經見識了各種各樣的偽科學謠言，真正耐心去了解病毒的傳播與人體免疫機制的人可能還是少數，或許這不是一個好時候，卻是我們回歸科學的好時機。
知名科普作家卡爾·齊默（Carl Zimmer）把我們生活的星球稱作“病毒星球”，的確，早在人類出現(xiàn)之前，病毒就已經占領了世界。在與人類共生的漫長時間里，人類一面與病毒戰(zhàn)斗，一面又學著與它共處。
埃博拉、SARS、新冠等等病毒讓我們措手不及，面對自然界的強大對手，除了依靠自身的免疫系統(tǒng)對抗它們，人類根據病毒的特性研制出藥物與疫苗。
病毒如何入侵我們的身體？我們的身體有哪些防御機制？“核酸檢測”究竟是怎么一回事兒？病毒對人類來講真就“一無是處”了嗎？在《戰(zhàn)斗細胞》中，通過風趣幽默的語言，你將和科普怪人菲利普·德特瑪一起經歷一場奇異的身體之旅。
了解自身，更好地“戰(zhàn)斗”
理想國丨《戰(zhàn)斗細胞》
??本期劃重點：
· 病毒不能自主生存，完全依賴其他真正的生物而“活”。
· 人體約有8%的DNA來自病毒DNA的殘跡。
· 病毒不會攻擊所有細胞，它有專長，專門攻擊特定的獵物。
· 通常8到72小時后，細胞的物質就全部被變成了病毒的組件。
· 肺部有一套平衡的免疫系統(tǒng)：既能趕跑入侵者、清除污染，同時又不能阻礙氣體交換。
· 大量能感染人的最常見、最致命的病毒，都是通過呼吸系統(tǒng)入侵的。
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病毒是什么？
病毒是最簡單的能自我復制的生物，不過關于病毒是不是生物還存在不同看法。我們知道，細胞沒有思想意識，只是生化過程的復雜集合，被遺傳編碼，以及細胞組分間的化學反應所驅動。細菌也是如此，這種蛋白質機器人有各種神奇的行為，盡管某種意義上它們沒有細胞那么復雜。
而病毒連這些都不是。病毒能給人類造成麻煩，這件事可謂既糟糕又神奇。病毒只是個殼子，里面裝著少許幾條遺傳編碼和一些蛋白分子而已。它們完全依賴其他真正的生物而“活”。
而且它們非常擅于此道。
我們不清楚病毒是何時或具體怎樣出現(xiàn)的，不過它們很可能非常古老：幾十億年前，當所有生物的共同祖先還存在于地球上時，就已經有病毒了。有些科學家認為病毒是生命涌現(xiàn)的必經階段，有些則認為約在15億年前，某種遠古細菌沒有往復雜的方向演化，而是選取了變簡單的路徑，于是成了病毒。按后一種說法，病毒曾是生物，但選擇退出了生存競爭：它們決定節(jié)省能量，減少麻煩，不再構建功能完整的細胞，轉而依賴其他生物供養(yǎng)。
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不管事實究竟如何，反正病毒取得了巨大的成功。事實上，病毒或許是地球上最成功的存在。據估計地球上有1031個病毒——100萬億億億，10后面跟31個零。
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要是我們想辦法集齊所有的病毒，一個挨一個排成一行，會有1億光年那么長——相當于500個銀河系相連。僅僅在海洋里，每秒鐘就有1023個細胞被病毒感染。被感染的細胞數不勝數，實際上每天都有多達40%的細菌死于病毒感染。連人體最核心的部分都和病毒有關聯(lián)：人體約有8%的DNA來自病毒DNA的殘跡。
我們先不管這些龐大的數字，反正它們都大得令人無法想象。我們只需達成共識：地球上生活著數不清的病毒，而且應該說都活得很好。有些穿褲子的巨猿還在爭論病毒究竟是不是活物，這都和病毒本身毫無關系。
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病毒的“成功學”
病毒怎么會這么成功，它們怎么做到的？也許可以說，答案就是它們什么都不做。它們沒有新陳代謝，不會對刺激做出反應，也不能自我增殖。病毒太基本、太簡單了，不可能主動去做任何事。它們其實就是飄在環(huán)境中的微粒，完全靠運氣等著撞到倒霉的宿主身上。
如果所有其他生命形式都滅絕了，病毒也會隨之消亡。它們需要細胞、真正的活細胞，來為它們做那些算得上“活著”的事情。甚至有些科學家建議把病毒微粒只看作是處于復制階段的結構，就像精子細胞一樣，而被病毒感染后的細胞才是真正的生命形式。
不管怎樣，病毒都是鬼鬼祟祟、不懷好意的入侵者，專為寄生而存在，因為很明顯細胞不想被它們感染。為了自己的繁榮昌盛，病毒要做的就是鉆進細胞內部。為達到這一目的，它們利用了一個所有細胞共有、生物絕無可能護衛(wèi)周全的弱點：它們攻擊受體。
受體是細胞用來識別蛋白質的部分，覆蓋了細胞約一半的表面。但受體的功能還不僅于此，它們還可以和環(huán)境相互作用，協(xié)助細胞內外物質的轉運，是細胞必不可少的成分。病毒的外殼上長著特殊的蛋白質刺突，可以和宿主細胞表面的某類受體結合。
這意味著病毒不是任何細胞都能黏附，這些細胞必須有它們可以黏附的受體才行?？梢哉f，每個病毒上都有許多不同的蛋白拼圖塊，它只能和恰好有匹配受體的細胞結合。
病毒不會攻擊所有細胞，它有專長，專門攻擊特定的獵物。這對人類來說是個好消息，因為就像前面說過的，病毒實在是太多了——但能感染人類的病毒只有200左右種。
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病毒感染目標細胞后，會無聲無息地接管細胞。不同種類病毒感染的機制有很大差異，不過大體上是病毒把遺傳物質注入宿主細胞內，讓宿主細胞不再生成細胞自身的東西，轉而開始生產大量的病毒。有些病毒并不會導致宿主細胞死亡，而是把它變成持續(xù)制造活體病毒的工廠；另一些病毒則會迅速將宿主細胞消耗殆盡。
通常8到72小時后，細胞的物質就全部被變成了病毒的組件，進而被組裝成新的病毒，直到整個細胞被幾百到幾萬個新生病毒占據。
有了外殼的病毒會通過出芽的方式離開宿主細胞，也就是說它會“掐下”一點細胞膜，作為自己的另一重保護殼。還有的病毒會導致感染細胞解體，釋放出細胞內容物，這其中就包括細胞被“洗腦”后制造的大量新病毒，這些病毒隨后會去感染更多的細胞。
致病的病毒非常擅長躲避免疫系統(tǒng)，因為它們有絕招：繁殖得無比快。這也意味著，沒有什么變異或突變能快過病毒。在這方面，病毒可以說沒有對手，因為它大大咧咧，毫不在乎。病毒結構非常簡單，基本沒有細胞那些復雜機制來防止突變，所以它時時刻刻都在突變。
總的來說，生物發(fā)生不利突變的概率比有利突變要高。不過病毒不在乎：它有著驚人的增殖率，每個增殖周期生成的病毒數量也極大，因此，在每個被感染的細胞中，幾千次病毒突變中出現(xiàn)一個大大有利于該病毒生存的突變，概率都相當高。這是老式的演化策略：蠻力嘗試，撞對為止。但特別有效。
病毒和細菌不同，二者的手段也大相徑庭，所以，免疫系統(tǒng)不能用對付細菌的那套武器來對付病毒。病毒個頭更小，自身沒有新陳代謝，不會釋放化學廢物供免疫細胞識別，所以比細菌更難發(fā)現(xiàn)。在病毒的生命周期里，它大部分時間都藏在細胞之內，并努力操縱被感染的細胞，好騙免疫系統(tǒng)卸下防備。病毒的變化比細菌快得多，一個病毒一天之內就能變成上萬個，實現(xiàn)指數級增長。致病病毒可是極度危險的敵人。
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肺部如何防御病毒
呼吸道黏膜，則是大部分致病病毒的主要入侵點。這合情合理，對想要入侵人體細胞的病毒來說，皮膚實在不是個好地方，這里有層層的死細胞堆疊出的屏障。相反，如果是肺部的黏膜，病毒要進入就“比較”容易——這并不是說“絕對”容易。和皮膚一樣，呼吸道黏膜也有強大的防御力量。
把肺比作氣球是很有趣，但事實上，肺并不是兩個大氣球，而更像是兩塊有很多坑洼空隙的厚海綿。肺部負責氣體交換的部分有很大的表面積，超過120平方米——是皮膚表面積的60多倍。
而這一大片區(qū)域都會和環(huán)境不停接觸，因為人每天都會吸入十幾、二十立方米的空氣。因此，肺是全身暴露最多的器官。人每次的吸氣量約為500毫升，里面不但有人體所需的氧氣，還有其他一些無用氣體和各種微粒。
肺的內皮細胞時刻面臨著大量有毒化學物、顆粒和微生物的侵襲。身體其他部位的免疫系統(tǒng)在遇到這么多東西時，會做出大規(guī)模的反應，不在乎造成組織的損傷；可是在肺臟，這樣不太行。因為無論如何，你不能停止呼吸。
肺部的免疫系統(tǒng)必須更謹慎，不能太粗暴。它必須演化成一套平衡的系統(tǒng)：既能趕跑入侵者、清除污染，同時又不能阻礙氣體交換。
鼻腔是呼吸系統(tǒng)的第一道防線。鼻子里有大型過濾裝置——鼻毛——它們盡管不能阻擋太小的東西，但可以把較大的異物，如大顆的灰塵、花粉等擋在外面。另外，和其他黏膜一樣，呼吸道表面也有一層黏液，打噴嚏的時候會一下子噴出來。
黏液都會被不停地排出體外或吞進肚子。但這種機制在肺臟深處發(fā)揮不了作用，因為儲存氣體的“小袋子”肺泡表面不能有黏液，否則人就無法呼吸。因此，在肺的最深處，同時也是最脆弱的地方，僅僅有一層上皮細胞，把身體內部和外界隔開。它暴露在外，是各種病原體的完美目標。
為了守護肺泡，這里生活著一種非常特殊的巨噬細胞：肺泡巨噬細胞。它的主要職責就是在肺部巡邏，清理垃圾。大多數的殘骸和其他有害物質都被上呼吸道黏膜困住了，但還是有一些抵達了下呼吸道。肺泡巨噬細胞非常沉著冷靜，和皮膚上的巨噬細胞相比，要激活它們可難得多。在呼吸道，它們會下調中性粒細胞等免疫細胞的敏感度，讓免疫系統(tǒng)更平和。更重要的是，肺泡巨噬細胞會緩和所有的炎癥——你可不想肺里有液體對吧。
有證據表明，肺部可能具有微生物組，或者起碼有生物群落短暫生活并與人相安無事。不過與腸道微生物組不同，我們對肺部微生物組了解得還非常之少。這有多方面的原因。首先，對微生物來說，人的呼吸就像持續(xù)不斷的颶風，它們要在肺里安家，比在寧靜的腸道中困難得多。另外，肺部的資源也少得多，對人體有益的細菌在這里謀生也更加艱難。
而最大的阻礙是，我們很難對肺部深處的微生物組進行取樣。相比之下，真是要慶幸從腸道采集樣本之容易：腸道又長又寬，每天都有糞便排出，這就是腸道所有內容物的絕佳樣本。肺就遠遠沒有這么合作了，而且要從肺部深處取樣，要在拿出來的一路上避免污染，這有很大的難度。因此，關于肺部微生物組及其與肺的相互作用，還需要大量的研究。
不過我們確切地知道，大量能感染人的最常見、最致命的病毒，都是通過呼吸系統(tǒng)入侵的。
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