亦友亦敌话病毒——新冠状病毒她们的起源、足迹、分布和传播（1）
本期要点
1、什么是病毒？
2、它们起源在哪里，分布在哪里？
什么是病毒
病毒，“病”和“毒”，我们人类对这两个字是恐惧的，这个名字代表了我们敌对的状态。但是它从哪儿来的？
病毒的英文名字叫virus，它真正的名字是来自拉丁文。过去医生都是用拉丁文来写处方的，其中一个目的就是表现出医生非常有学问，而且医生开的处方一般病人也看不懂。在中世纪的时候，这个拉丁文virus代表的是一种可以传播疾病的毒素。说什么东西有毒，我们就说它是virus。
之后，显微镜、光学显微镜发明了以后，发现还有一些微生物存在，这些微生物我们命名为细菌。科学家用了一个网，它的大小约为200纳米左右，进行了过滤，把细菌过滤掉了，但是留下来的液体仍然有毒性，而且可以传染，可以传播，特别是可以传染活的细胞，剩下的这些物质就被命名为病毒了。但是我们仍然看不见它，直到电子显微镜的出现，我们才知道原来还有一种微生物，它实际上是一种颗粒。
病毒的定义：一组可传染的、拥有遗传物质的、依赖于细胞的一种寄生物，它常常被蛋白包裹，有时有膜，通常它是以颗粒存在的。平常，它以静止的颗粒存在，进入细胞以后，它就表现出了活力，所以它到底是生命还是非生命是有争议的。科学界认为它是一种生命的边缘状态（edge of life）。
再让我们回顾下生命是怎么起源的，这一直是困扰科学家、学者的一个很重要的问题，有人说它是外星来的，有人说它是闪电在大气里合成的，但是比较可靠的科学依据是，宇宙大爆炸以后，各种物质聚集在地球上，其中在海底有碳、氧、氮、磷，而这些物质在一定的温度下，包括环境、酸碱度以及一些放射物质的诱导下，在海底，在地壳变动中，偶然形成了一系列的分子，而这些分子是生命所必要的，比如形成了核苷酸，它连接起来以后形成了最初级的一个可复制、可传代的物质，就是RNA，而RNA协同周围的很多氨基酸，形成了蛋白，形成了酶之后，就形成了生命的现象。所以，极有可能生命是起源于这种遗传物质，而现在这种遗传物质就是携带在病毒这种颗粒体内的，也是现在地球上所有生命都具备的。从RNA变成了DNA后更稳定，之后形成了一系列的生命现象。
45亿年前，我们的地球形成了，那个时候是一个混沌的状态，整个太阳系还没有完全固化下来。但是地球在40亿年前出现了气候的变化，海洋形成，海就是孕育生命的一个大孵化器（incubator），越来越明确的证据证明，生命在那形成了，之后走上了陆地。地球上最早的生命痕迹是38亿年前，在澳大利亚发现了岩石上的生命迹象，它已经形成了细胞的结构，包含了遗传物质，再加上遗传所需要的一套配套的整个体系，包裹在一个包膜下。它大小是多少呢？细菌和细胞约是微米大小。如果把毫米分成1000份，每份就是一个微米，而微米再分1000份就是纳米，而病毒是多大呢？病毒体在几十纳米到一个微米之间，而细菌是快到一个微米到几个微米之内，所以显微镜可以看到它。
我们的生命是依据于遗传物质的，而遗传物质肯定是在生命细胞的单体之前就存在，科学家在找证据来证明生命起源于RNA。而病毒就是一种可进入细胞寄生、复制的RNA/DNA颗粒，它存在于整个世界，数量是我们全部生命现象的10倍以上，它在水里有1030之多，一勺海水就有200万个病毒颗粒，一升水里的病毒数量就超过我们人类的数量。
水里有一种噬菌体（phage），它有尾巴，通过扎在细胞上，可以把遗传物质输入到细胞里面去进行复制。这样的噬菌体头尾相连有多长？是1亿光年。地球上，HIV这种逆转录病毒在人类的身体里有多少？1016之多，是按照3700万病毒携带者来计算的，这是非常可观的数据。所以，病毒在我们整个的地球上，对生物的均衡，以及生态的平衡，起到非常关键的作用，它无处不在，在我们每吸入一口空气的时候，就有很多病毒进入，在我们吃一次蔬菜色拉的时候，就有几十亿个病毒通过口腔进入肠道，最后从粪便排出去，而且有很多病毒是跟我们共生存的，比如多瘤病毒，在我们每次小便的时候都有几十万/几万个这种病毒排泄出去。
科学家已经证明，我们体内的基因，有8.3%左右的染色体DNA碱基是从逆转录病毒来的。逆转录病毒可以整合到我们的DNA内，沉睡在那，一旦有机会就可以复制，但是好在这部分沉睡在我们基因里的病毒遗传物质是静止的。在我们体内，每个细胞都有31亿个碱基对，其中8.3%是病毒留给我们的痕迹，而且年代非常久远，是在我们人类的祖先形成之前，病毒已经进入到我们体内。所以，病毒和外界的环境是促进我们成为今天的我们的一个很关键的因素，它在很多的关键点上，是让我们更适应环境，让我们出现了一些关键的突变，把它的基因嵌合进了我们的基因组中。我们的身体其实清除不了这些病毒的，它们跟我们已经长期共存了，比如说疱疹病毒，在我们身体里有十几种疱疹病毒，你得了一次水痘，那个病毒也沉睡在我们的神经根上，EB病毒、多瘤病毒、巨细胞病毒，这一系列病毒在平常跟我们都是相安无事的，但是如果我们的抵抗力降低，它就会冒出来了。我在这所讲的意思是病毒在我们的环境中无处不在，特别是海水中。在我们身体里也是无处不在，皮肤、大脑、神经、血管、内脏，全部都和病毒是共同生存的。所以，我们叫它病毒，其实是不公平的，实际上它是一种有生命边缘迹象的颗粒，我们跟它是共生存的。
病毒可能是地球上所有生命的祖先，它的起源非常早，它散布于环境中和人类的体内，我们和它共生存，而且在人类的基因中有它的痕迹。
参考文献：
1.Nature 2016;537:500-501
2.Science 2008;319:1100-1104
3.Lancet 2020 https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8
4.Lancet 2020 https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5
5.ChinaXiv:202002.00033v2
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