麻烦制造者(四)病毒为啥想变异?

发布时间:2021-02-20  浏览:1621次  
“新冠病毒变异了,变异的病毒传染力更强”,英国人这样说。随后,各国陆续发现了英国的病毒变异株,本来也还没有消停下来的疫情,又多了一个新的变数。大家担心疫情结束可能更困难;担心社会活动是否又要暂停;担心新研发的疫苗是不是会白废了;担心经济生活何时才能走上正规....那么,什么是变异?为什么要变异?变异的后果是什么等等,咱现在聊一聊。

哲学家说过,运动是永恒的,静止才是相对的;同理,从历史的长河来看,基因的变异是必然的,不变是偶然的。按照目前科学界对生命的认识,比如达尔文的《进化论》,不变就不会有生命,不变就不会有人类。
俗话讲,种瓜得瓜、种豆得豆,这是遗传的力量。但是,南瓜有磨盘南瓜、蜜本南瓜、奶油南瓜、黑皮南瓜、黄金南瓜等不同的种类,豆子有红、黄、绿、青、黑等不同的颜色,这就是变异的结果。

自然界大部分的遗传物质是DNA,为什么呢?因为DNA是双链双螺旋结构,像麻绳一样,两条链纽合在一起成为一个整体。DNA在复制的时候,核苷酸顺序必须对应好,才能成功组合,从结构上保证了出错的几率降至最低。少部分生命的遗传物质是RNA,有单链和双链两种。单链的RNA,比如新冠病毒,核苷酸的排列顺序就比较容易变化。举个例子,假如由十个核苷酸组成的一个RNA,原来的核苷酸顺序是1-2-3-4-5-6-7-8-9-0排列的,环境变化了,在繁殖的过程中基因发生突变,RNA链条的排列就有可能变成了1-2-5-3-4-6-7-0-9-8这样的结构顺序,这就是变异了。病毒的RNA由A\G\U\C四种碱基组成,它们每三个一组的排列组合最终构成64个密码子,每1~4个密码子在指挥细胞器合成蛋白质过程中代表一种氨基酸。密码子就像生活中的电报代码,数字顺序变了,将来翻译出来的文字也就会与原文大相径庭。比如AUC-UUC-CGA-GUA有可能突变为AUG-UUC-GUA-CGA,这种变异就可能带来氨基酸顺序的变化,合成的蛋白质特性也就变化了,病毒的“毒性”就可能会更大或者更小。

变异时刻都在发生,可是,变异不会出现无限种。这个背后的道理是,尽管理论上可以无限种变异,但是,大多数都会“胎死腹中”。也就是说,只有少数变异能存活并继承下去,原因是,大多数的变异,让自己失去了存活的能力,比如说,变异病毒不能合成蛋白质包膜了,它也就无法生存了。就好比绿色植物发生了变异,合成叶绿素的能力不存在了,那它就不能进行光合作用,失去了生存的基础,人类就不可能看到这种变异。
 病毒变异有没有倾向性呢,有!它的变异倾向于高度传染性和低致病性(低死亡率,病毒没有精神,不会思考。那么,它的变异倾向从哪里来?
道理很简单,这是由生命遗传的基本特征决定的。耐高温、抗干燥、抵抗紫外线能力强、对杀毒剂耐药、潜伏期长、传染性强、致病力弱的变异更容易保留下来。比如说“传染性强和致病力弱”这种变异倾向的容易形成的原因是:致病力越强,患者感染病毒后表现就可能越危重,病人死亡率越高,这个患者就更容易被发现和收住院隔离治疗,患者接触到的健康人也相应越少,被它传染的人也就越少,甚至这种变异的毒株导致患病的人都死亡了,在患者死亡之前,病毒没有来得及传播出去,病毒没有了携带它们旅行的对象,这个变异毒株就无法保留下来,传染也就终止了。相反,如果变异的病毒致病力弱、潜伏期长,无症状的携带者就会越多,大家都不知道谁是病人,就会疏于防范,密切接触的人就会像滚雪球一样层级放大,这种病毒株就会在人群中保留更长时间,流行范围就会扩大,成为常年流行不断,但是又不要命的传染病。
但是,我们不能坐等好运降临。传染性强的病毒致病力可能同时也更强。因为防范措施不到位,在冬季低温的环境下,病毒在环境中存活的时间就会延长,人员聚集也会加速传播,这样就始终有病毒携带者在人群中,虽然病毒这种变异株致死率高,它一样能广泛地传播。所以,抗击病毒疫情的关键是重视防范措施的落实到位:戴口罩、勤洗手、少聚集、常通风、打疫苗。
冠状病毒无论怎样变,它的基本特征还是冠状病毒,它不会变成天花病毒。比如有蛋白质外壳、外层有棘刺等,所以,我们对疫苗应该有信心。


作者:田晨光,郑州大学第二附属医院内分泌科,教授,主任医师



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