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科学大院：病毒，那条静止的河流
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病毒无毒 但是有害
病毒，病毒，是不是靠毒素让人生病的呢？
其实有很多致病细菌的确会释放一些有毒性的毒素小分子，令我们的部分身体机能被破坏，由此生病。反而“病毒”这名字是个大大的“冤假错案”，因为病毒其实是无毒的，并不会直接生产什么毒性物质。
但是，病毒的杀伤力的确比细菌大得多。虽然病毒的“目标”仅仅是为了尽可能多地复制自己，可结果却是让细胞崩溃瓦解。
细胞被病毒侵染之后，能快速生产出数量众多的病毒颗粒，具体数目因病毒不同而差异巨大，从数十个到数十万个不等。无论数目多少，这些新病毒的生产过程都会把细胞自身的能量和物质储备耗尽。最终，当这些病毒从细胞释放出去时，也就导致了细胞膜的彻底破裂。
随着病毒在宿主体内的传播扩散，细胞一个接一个失去功能，死亡瓦解，宿主也就生病了。
左：噬菌体示意模型；右：细菌细胞中塞满了新生产的噬菌体（图片来源：http://book.bionumbers.org/）
比如以细菌为攻击目标的噬菌体，会造成细菌细胞的破裂和死亡。这种长得像外星飞船一样的病毒是生物学实验中细菌培养的大敌。再比如令人闻之色变的埃博拉病毒，会无差别地攻击各种人体细胞，令身体组织从内部瓦解，变得血肉模糊，所以它导致的疾病才会得名“出血热”。
当然，病毒也有其他很多危害健康的方式。比如肝炎病毒反复杀伤肝细胞之后，肝脏会产生类似于伤疤的组织，逐渐累积就导致了肝脏纤维化，最终使肝脏失去生理功能。
艾滋病毒则是专门侵害免疫系统中的重要卫士T细胞，通过杀死这些细胞让免疫系统瘫痪。所以有很多艾滋病人是由于免疫系统的失效而死于一些罕见的细菌或真菌感染。
还有一些病毒会导致宿主细胞癌变，从而危害人类健康。比如宫颈癌患者当中有90%以上都是由于人类乳头瘤病毒感染所导致的。
御毒有术
虽然病毒如此可怕，但细胞生命并非没有对付它们的办法。
病毒在地球上存在的历史已经很悠久了，很可能与细胞的历史一样悠久。可以说，它们是与各种细胞生命共同进化而来的，所以细胞生命也就有了各自对付病毒的奇妙办法。
细菌虽然只有一个细胞，不可能建立什么免疫系统，但是它们在进化中“学会”了将遭遇过的噬菌体的一部分DNA片段储存到自己的基因组中，称为CRISPR区域。未来如果在细胞质内检测到序列与CRISPR相匹配的核酸片段，就说明自己又被同样的噬菌体入侵了，于是会发动一种称为Cas9的酶，去篡改破坏噬菌体的DNA，也就打乱了噬菌体复制自己的生产计划。
蓝色“大块头”就是Cas9酶，可以“破坏”DNA（图片来源：https://www.manlitphil.ac.uk）
实际上，CRISPR/Cas9这套系统已经被科学家们当成一种基因编辑技术而广泛应用了。
人体的免疫系统也有丰富的手段来对抗病毒。第一道防线是先天免疫，指的是细胞内部的各种机制，与细菌的抗病毒手段有类似之处。
第二道防线则是获得性免疫，也就是后天获得的免疫能力。如果我们的身体见过某种病毒，体内会产生相应抗体，能够识别病毒颗粒并把它们包裹起来，阻止它们对目标细胞的识别对接。
这就是我们需要打疫苗的原因。疫苗中是失去毒力的病毒，甚至只是病毒的一个小片段或是类似物，能够把一些可怕病毒的样貌提前“介绍”给我们的免疫系统认识，让免疫系统记住它们，并产生相应的抗体。
除了通过抗体中和病毒，免疫系统一旦发现有细胞已经被病毒侵染了，就会启动杀伤细胞的机制来清除这些被“污染”的细胞。然而这也是一把双刃剑，在冠状病毒引起的严重肺炎中，不少病人其实是死于自身免疫系统暴风骤雨般的强烈杀伤作用之下。
- 原标题：科学大院：病毒，那条静止的河流 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 李泠
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