从病因说病毒（四）——病毒

也说野说

（此篇写于2月19日，有修改整理，标题系现加。篇幅有点长，如嫌繁，可直接跳到后面的总结😁。

图片均来自网络，感谢原作者！）

　　人类的感染性疾病基本上都是由微生物（细菌、支原体、衣原体、真菌、病毒等）引起的，其中由病毒引起的占绝大多数。盖因如此，我们生活中常有些常识性误解。　　

比如说，认为细菌都有害，常把细菌与病毒混淆，习惯病毒性感染用些抗生素……

从上上篇《从病因说病毒（二）——细胞》我们大致知道，细菌与病毒不是一码事。但不详细。

如何区分细菌与病毒？两者的致病机理是什么？是我们要了解的。只有了解了致病机理，才能“对症下药”。

我们这篇，重点讲病毒，但也得讲细菌😀。

我们先从细菌开始。

细菌

通过上上篇《从病因说病毒（二）——细胞》叙述，我们知道，细菌是一类有细胞壁的、由单个细胞组成的、体积远小于人体细胞的、原核微生物。

　　这里再补充一点内容。细菌是世上数量最多的一类生物，也是比人类存在早得多的古老生物（已存在了37亿年）。

　　细菌是生物链中重要的一环，细菌无处不在。从某种意义上，绝大多数细菌是有益的。假如这个世界没有了细菌，几乎所有动植物（当然也包括人类）都无法生存。关于这点，这里不展开，下图能说明一二。

但是，有一些细菌给人类带来了疾病，而这些疾病是广泛的，有的甚至是致命的。

　　细菌的致病机理，现代医学已研究得比较深，真要表述清，得长篇大论。这里简单说一下：细菌有足够的毒力+足够的数量+成功侵入到有效部位。细菌的毒力包括侵袭力和毒素。

侵袭力是指突破机体的防御屏障（抵抗机体的吞噬等免疫机制），并在机体内生长繁殖、蔓延扩散的能力，主要通过菌体表面结构和侵袭性酶类来实现。

毒素是病原菌的主要致病物质，分外毒素（细菌分泌产生）、内毒素（细菌裂解产生）。

由细菌产生的恶性传染病（俗称瘟疫），最著名的当属曾让整个欧洲沦陷的黑死病（由感染鼠疫杆菌引起），其造成数千万人的死亡。

　　不过，现在人类对由细菌产生的疾病，基本都能治疗好，原因是我们研制了大量的抗菌药物。也可以这样说，从人类研制出大量抗菌药物开始，对人类威胁最大的瘟疫，基本都是病毒引起的（当然，在此之前，也是病毒导致的瘟疫为主）。

抗菌药物是指由微生物所产生的化学物质（即抗生素）和人工合成、半合成的一类药物的总称。

抗菌药物的作用机制及种类见下图。

从上图可以看出，

　　其治病机理有五：1.人细胞没有细胞壁，可通过抑制细菌细胞壁的合成达到灭菌作用；2.通过影响细菌细胞膜的通透性，可使菌体内的细胞内容物外漏而致细菌死亡；3.抑制细菌蛋白质合成；4.抑制核酸代谢；5.影响核酸代谢。

抗菌药包括：β-内酰胺类（包括青霉素类、头孢类等）、喹诺酮类（即沙星类）、大环内酯类（红霉素类）、氨基糖苷类，比较老的还有磺胺类、四环素类等等。

抗菌药对病毒无效。人类如果因感染病毒患病，除了患者合并细菌感染，需要用抗菌药外，其它情况下，是不能也不该用抗菌药的。但现实生活中，人们在得流感时总是习惯用一些抗生素。

而临床上，人类的感染性疾病，85%是由病毒引起的。

下面重点来谈病毒。

病毒

现在，该重点介绍病毒了。

　　上上篇《从病因说病毒（二）——细胞》说了，生物都是由细胞组成的，但病毒除外；而且，病毒甚至比一般细胞还小得多，比细菌也小1000倍；还有，就是病毒靠寄生在细胞里生存。简言之，病毒是一类没有细胞结构但有遗传、复制等生命特征的微生物。

详细一点说，

病毒是最小的非细胞生物病原体，主要由核酸核心和蛋白质外壳（称为衣壳）构成。衣壳具有抗原性，能刺激人体产生相应的的抗体与之结合，使病毒失去感染性（人类利用此点研制疫苗）。 某些病毒还含有一些可在宿主细胞内启动病毒复制的酶。

病毒的基因组只含一种单股或双股的核酸（DNA或RNA），含DNA基因组的病毒称DNA病毒，含RNA基因组的病毒称RNA病毒（HIV、新冠病毒均为RNA病毒）。

病毒只能在活体细胞内寄生。

病毒缺乏完整的酶系统，无独立的代谢活力，必须在易感的活细胞内供给酶系统、能量及养料才能复制增殖。当病毒进入易感细胞中，病毒基因组转录成病毒特异性mRNA并以自身核酸为模板直接复制成新的病毒颗粒。

复制后的病毒裂解宿主细胞而逸出，继续感染新的细胞，再大量复制、再逸出感染新细胞……如此反复，细胞受到大量伤害，进而器官受到伤害，进而人整体受到伤害，开启病毒致病甚至致命模式。

病毒离开了宿主活细胞，就成了没有生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质，不再是个生物体。也可以这样说，病毒只有在活细胞（注意：必须是活细胞！）里，才有生物活性，才能被称为生物。

所以，我总觉得，将病毒归类为生物，似乎有些不够严谨。我认为，非要将病毒说成生物，那也是一种残缺的生物，又或者，将之归为类生物，更妥当。

之前不少说到DNA、RNA，这里解释一下。这两个代号涉及遗传，涉及基因科学，生活中总能看到或听到。DNA是脱氧核糖核酸的英文名缩写，RNA是核糖核酸的英文名缩写。DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。RNA是以DNA的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链，主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达，是遗传信息向表型转化过程中的桥梁。要展开，得写一本书。这里也只能简单说这么两句了。

细胞中既有DNA也有RNA，但病毒中只有其中一种。这点必须再次强调。

病毒对人类的益处，我知道的不多。只知道制造疫苗要用（但假如没有病毒，何需疫苗？），还有用它杀害虫。

病毒的起源，没人知道。病毒存在了多久，也没人知道，但能确定的是，比人类存在要早很多万年。病毒为什么会存在？好像也是个迷。

但由感染病毒而产生的疾病很多。比如，流感、病毒性肝炎（包括甲肝、乙肝、丙肝等，以乙肝最为普遍）、麻疹、狂犬病、艾滋病、禽流感、猪流感、非典等。

一般来说，病毒的复制速度，要远高于细菌的繁殖速度。HIV的复制速度可达到10-100亿/秒。

刚刚说了，病毒是一种只有在活细胞里才有生物活性的生物，是一种残缺的生命体。但，就是这种残缺的生命体，对人类的伤害极大，大到甚至超过任何战争。因为，绝大多数感染由病毒而产生的疾病，都没有有效的药物来治疗，只能靠人体自身的免疫力来战胜病毒。

病毒感染的致病机制

　　先讲几个概念。

病毒感染：指病毒侵入体内并在靶器官细胞中增殖，与机体发生相互作用的过程。
　病毒性疾病：指感染后常因病毒种类、宿主状态不同而发生轻重不一的具有临床表现的疾病。

有时虽发生病毒感染，但并不形成损伤或疾病，因此病毒感染分显性感染和隐性感染。依病毒在机体内滞留时间的长短，还可分急性感染、慢性感染等。

病毒传播有很多途径。比如，通过消化系统（饮食）、呼吸系统（飞沫、气溶胶等）、体液等。每种致病性病毒都有其有效性传播途径。

病毒没有实现新陈代谢所必需的基本系统，所以病毒它自身没有生理功能。但是当它接触到宿主细胞时，便脱去蛋白质外套，它的遗传物质可侵入宿主细胞内，借助宿主细胞的复制系统，按照病毒基因的指令复制出新的病毒。

当病毒在细胞内大量复制以后，细胞被裂解，大量病毒释放出来，开始继续寻找下一个目标。

病毒感染、致病过程，详见下图。

不是所有的病毒都能致病，对其他动物致病的病毒，多数对人体无害。也可以这样说，病毒要想侵入人体细胞也不是那么容易的。原因我们可以看着上图来解释：

　　细胞有细胞膜在外保护，病毒要想进入细胞内也是不容易的。细胞膜表面有蛋白质受体（相当于门锁），病毒有突刺蛋白（相当于钥匙），在绝大多数情况下这两者是不匹配的，故这把锁打不开，病毒也就进不了门。

只有当病毒通过不断变异、进化，其突刺蛋白与人体某种细胞的细胞膜表面的蛋白质受体相匹配时，才能进这个门，侵入细胞内，才可能致病。

而人体是有免疫系统对抗外来入侵者的（详见《从病因说病毒（三）——免疫》）。不同的体质，对病毒的反应也不一样。

病毒侵入机体后，能否引起疾病，取决于两个方面：病毒的致病性和宿主的免疫力。两者缺一不可。

病毒感染的致病机制：

一、病毒对细胞的致病作用。主要包括病毒及其衍生物对细胞的直接损伤和 机体免疫病理反应。

1、杀细胞效应：病毒在宿主易感细胞内增殖造成细胞损伤与死亡，这种感染称为杀细胞性感染。主要机制包括阻断细胞大分子合成（由病毒编码的早期蛋白，通过各种途径抑制、阻断细胞核酸或蛋白质合成），损伤细胞器（包括细胞核、内质网、线粒体等，常使细胞出现浑浊、肿胀、圆缩等改变），改变溶酶体结构和通透性（可导致细胞自溶），引起细胞膜抗原改变（造成细胞融合或引起免疫性细胞损伤），产生毒性蛋白伤害细胞。

2、稳定状态感染：某些病毒进入细胞后能够复制，却不引起细胞裂解、死亡，这常见于有包膜病毒，病毒以出芽方式释放自带，细胞在短期内不会死亡，但会发生变化，会出现细胞融合和细胞表面产生新抗原。

3、包涵体形成：某些病毒感染细胞中，在普通光学显微镜下可见胞浆或胞核内出现嗜酸或嗜碱性染色、大小不同和数量不等的圆形或不规则的团块结构，称为“包涵体”，又称为“内基氏小体”(Negri body)。
包涵体的本质：可能是病毒颗粒的聚集体；也可能是病毒增殖留下的痕迹；也可能病毒感染引起的细胞反应物。

4、细胞凋亡（cell apoptosis）：由于病毒感染，细胞通过自身的指令启动“自杀” 的一种生物学过程；也称为“程序性死亡”。总是在病毒子代产出之前自行死亡，是宿主细胞的重要防御机制；而由于病毒的杀细胞感染导致的死亡，总是发生在病毒复制完成之后。

5、 病毒基因组的整合：病毒遗传物质核酸可全部或部分整合入细胞DNA中，造成宿主细胞基因组的损伤。有的病毒整合的DNA片段可造成染色体整合处基因的失活和附近基因的激活等现象。有的整合病毒基因可表达出对细胞有特殊作用的蛋白质造成一定的影响。

6、细胞的增生和转化：少数病毒感染细胞后不会抑制宿主细胞DNA的合成，反而促进细胞DNA的合成，并使细胞形态发生变化，失去细胞间接触性抑制而成堆生长。部分细胞可转化为肿瘤细胞。

二、病毒对机体的致病作用

1、组织器官的损伤及组织器官的亲嗜性

　在大多数情况下，病毒对细胞的杀伤作用可导致组织和器官的损伤和功能障碍。

　病毒对机体组织的致病作用是有选择性的。例如：流感病毒和鼻病毒对呼吸道粘膜有亲嗜性；天花病毒和疱疹病毒对皮肤粘膜细胞有亲嗜性；脑炎病毒和脊髓灰质炎病毒则对神经组织具有亲嗜性。冠状病毒对肺细胞有亲嗜性，新冠状病毒可能还对其他组织细胞有亲嗜性。

2、免疫病理损伤：病毒抗原以及感染细胞后产生的自身抗原会导致机体的变态反应和炎症反应。
①. 体液免疫病理作用：许多病毒能诱发细胞表面出现新抗原，当特异性抗体与这些抗原结合后，在补体参与下引起细胞破坏。有的病毒抗原与相应抗体结合形成免疫复合物，可长期存在于血液中，当这种免疫复合物沉积在某些器官组织的膜表面时，激活补体引起III型变态反应，造成局部损伤和炎症。
②. 细胞免疫病理作用：细胞免疫在其发挥抗病毒感染同时，特异性细胞毒性T细胞液对病毒感染细胞造成损伤。病毒蛋白因与宿主细胞蛋白之间存在共同抗原性而导致自身免疫应答（即自体免疫疾病）。

3、病毒对免疫系统的致病作用：
①. 病毒感染引起免疫抑制：许多病毒感染可引起机体免疫应答降低或暂时性免疫抑制。这种免疫抑制使病毒性疾病加重、持续，并可能使疾病进程复杂化。原因可能为病毒直接侵犯免疫细胞。
②. 病毒对免疫活性细胞的杀伤：目前只发现人类免疫缺陷病毒（HIV）侵犯并杀伤巨噬细胞和T辅助细胞后，使其数量大减，导致细胞免疫功能低下。
③. 病毒感染引起自身免疫病：病毒感染免疫系统后可致免疫应答功能紊乱，主要表现为失去都自身与非自身抗原的识别功能。病毒感染细胞后，除了前述病毒新抗原与细胞抗原结合，改变细胞膜表面结构成为“非己物质”外，也有可能使正常情况下隐蔽的抗原暴露或释放出来，导致机体对这些细胞产生免疫应答，免疫细胞核免疫因子对这些靶细胞发挥作用，从而发生自身免疫病。

三、病毒的免疫逃逸

病毒的免疫逃逸能力：病毒可能通过逃避免疫监视、防止免疫激活或阻止免疫反应发生的方式逃脱免疫应答。

抗病毒药及其作用机制

我们先看一些图，再来讨论有关问题。

上面的图片比较乱，没关系，我来说明白。

抗病毒药是一类用于预防和治疗病毒感染的药物。

病毒感染过程分为六个步骤：

① 吸附。病毒吸附于易感细胞蛋白受体。

② 穿入。病毒进入细胞。

③ 脱壳。病毒进入细胞后，脱出蛋白质外壳。

④ 复制。病毒进入细胞并脱壳完成后，病毒核酸释出，复制核酸。

⑤装配。病毒核酸和结构蛋白合成后装配成完整病毒。

⑥释放。新生病毒脱离宿主细胞。

抗病毒药物多在其不同阶段阻断、抑制。

抗病毒药在某种意义上说只是病毒抑制剂，不能破坏病毒体，否则也会损伤宿主细胞。抗病毒药的作用在于抑制病毒的繁殖，使宿主免疫系统抵御病毒侵袭，修复被破坏的组织，或者缓和病情使之不出现临床症状。

目前临床抗病毒药物的作用机制如下：

1、阻止病毒吸附穿透药物：抗体

2、干扰病毒脱壳药物：金刚烷胺类，阻断病毒基因的脱壳即断病毒核酸进入宿主细胞，到治疗和预防病毒感染疾病的目的。

3、抑制病毒核酸合成药物。

该类药的作用机制为，在病毒复制过程中,药物竞争性地与病毒DNA聚合酶或RNA聚合酶相结合，从而抑制酶活性，干扰病毒核酸的合成，产生抗病毒作用。核苷类药物是此类药物中最重要的部分。

阿昔洛韦、碘苷还有非核苷类的利巴韦林，以及逆转录酶抑制剂，齐多夫定、奈韦拉平。

4、抑制病毒蛋白质合成：干扰素

5、干扰蛋白质合成后修饰的药物：沙奎那韦、利托那韦

6、干扰病毒组装药物：干扰素、金刚烷胺(影响血凝素）

7、抑制病毒释放药物：神经酰胺酶（NA)抑制剂，最有代表性的就是达菲，即奥塞米韦（奥司他韦）

人类科技已发展到分子生物学水平。目前已了解病毒的组成、复制，已能鉴别特异的病毒核酸、病毒受体、病毒编码酶和病毒附着所需的蛋白质。并阐明了病毒穿入、脱壳、复制、装配和释放全过程，使有可能研制出不少对宿主细胞毒性较低的抗病毒药。

人类应对病毒的无力性

　　不论科技发展到什么阶段，在大自然面前，人类还是非常渺小！地震如此，海啸如此，（面对许多新出现的）病毒亦如此。

所以，这里需要强调的是，由于病毒必须寄生于宿主细胞内，并主动参与细胞的代谢过程，能抑制、杀灭病毒的药物较易损伤包含病毒的宿主细胞，加之病毒非常容易变异（而导致之前有效的抗病毒药可能失效），人类对很多病毒性疾病，很难找到非常有效的药物，非常被动。

许多病毒性疾病，具有很强的传染性和传播力。这是病毒的另一个非常可怕的地方。历史上的大瘟疫，多数都是由病毒导致。其破坏力远超一些大型战争！

中文中的“瘟疫”一词，是中医的提法，意指恶性传染病，多数都由细菌或病毒传播传染引起。天花（由感染天花病毒引起）在被人类消灭之前，夺走了5亿人生命；1918-1920年的大流感，造成全球数千万人的死亡；迄今为止，2千5百万人死于艾滋病（由感染HIV病毒引起）；2000年的埃博拉（由感染埃博拉病毒引起）从来没有大规模地在亚洲地区爆发疫情，但埃博拉病毒的致死率是可怕的90%；2003年的非典……

对许多病毒性疾病（比如，流感），常常只能靠患者的自身免疫力。

对一些熟悉的不轻易变异的致病性病毒（比如乙肝病毒），人类最有效的应对手段是，研制出疫苗。但疫苗只适用于从未被感染者的预防（这是一种被动防御）。而对已被感染者，却是无能为力，唯一能做的就是，减缓病毒的伤害（速度与程度）。

对于谈虎色变的AIDS及其致病性病毒HIV，人类至今无能为力。

而对于新出现的（刚开始一无所知的）致病性病毒，人类面临着更严峻的挑战！

本篇小结

　　病毒是唯一的非细胞生物，它不是细菌，但比细菌更难对付，一般抗菌药对其无用，也很少有特效的抗病毒药。

病毒靠寄生在活细胞内生存和复制增殖。延伸一下，病毒离开活体细胞（不多久）就会死，当然就没有致病性，人们在预防（被）传染时无需太过担心；病毒在细胞内代谢、复制会损伤细胞而导致人体致病；杀灭病毒时也易杀死细胞而损伤机体，故应对致病性病毒不易。

病毒品种多分布广，但能致病者不多。只有当病毒的突刺蛋白与人体细胞的蛋白质受体匹配时，病毒才能进入人体细胞。而且会否致病，关键取决于病毒的致病性和人体的免疫力。

人类要对大自然有敬畏之心。不论科技如何发达，在大自然（包括病毒）面前，人类目前还是非常渺小。

相比细菌性疾病，人类对于病毒性疾病，有时显得很无能为力。

现有的病毒性疾病，能否治愈，往往关键取决于人体的自身免疫力。抗病毒性药物往往只起到减缓的作用而很难去根。人类对现有（熟悉）病毒最有效的手段是疫苗（接种），但它只对未被感染者有效，而且起的被动防御作用。

对于新来的未知的致病性病毒，人类更是应对吃力和难以招架。

人类对新出现的病毒的认知，需要有一个较漫长的过程（这次的新冠病毒，目前全世界还是对其知之甚少）。

人们对未知或半知的东西的判断，对其可能危害性及其严重程度，往往出现偏差或左右摇摆。

我也只能以此来解释，对于这个已在世界广泛蔓延的新冠肺炎（COVID-19），为何这么多国家在前期应对不力了。😁