被误解的微生物——感冒病毒 Part 2
上一章节我们说到人体的体温为何是37摄氏度,现在我们知道,恒温的哺乳动物维持一个较高的体温是为了提高自己的竞争优势,但体温过高对于哺乳动物来说并非是一件好事,即使我们的体温保持在37摄氏度这个恒定值,但依然会有三分之一的真菌能够在这个温度环境中存活。而且人的体温也并非是一成不变的,当保温措施做得不够好的时候,人的核心体温就会降低,在自然环境下体温降低是一件极其危险的事情,这会使得一些原本处于潜伏状态的细菌或者病毒大规模繁殖,以及一些外来细菌和病毒也会有机可乘入侵人体。
为了让大家正确的理解感冒病毒,我在前面的章节用“幽门螺旋杆菌”和“结核杆菌”这两个例子做了铺垫,想必聪明的读者已经意识到了,接下来要讲的“感冒病毒”也同样是一种被我们误解很深的微生物。
任何生命个体存活在世界上都不可避免的要受到微生物的侵扰,想要生存就必需进化出一套完美的防御机制。但你可能也会纳闷,为什么那些外来的微生物明明对我们的身体不利,我们却要“圈养”一些微生物在我们体内,比如鼻黏膜上最常见的“金色葡萄球菌”“白色链球菌”“感冒病毒”以及口腔中的“疱疹病毒”等等。
德国著名的哲学家黑格尔曾有一句名言——存在即合理。即:任何存在的事物都有其存在的原因,存在的一切事物都可以找到其存在的理由。
生物演化的基础是求存,演化本身是无意识的。天地不仁,以万物为刍狗。“优胜劣汰,适者生存”是无情的“上帝”定下的唯一游戏规则。从46亿年前生命诞生的那一刻开始,为了生存,许多弱小的微生物就开始学会了与其他种类的微生物达成合作,其中一种作为宿主,另外一些微生物则作为共生生物协助宿主生存繁衍,同时也能把自己的遗传基因代代相传,这是生物们为了求存而达成的古老契约。
正因为生物之间达成了某种合作共赢的契约,才使得复杂的生命得以出现在地球上,之前介绍的两种“盟军”微生物都是细菌 ,而“感冒病毒”则是人体最常见的病毒“盟军”中的一员。这里要解释一件事情:我们这里谈论的“感冒病毒”指的是普通感冒病毒,它指的是附着在咱们鼻黏膜上的鼻病毒、冠状病毒以及副流感病毒的总称。这类病毒对人体来说并不危险,它只会让人出现流鼻涕、痰多、咳嗽、低烧等症状,如果人体自身的免疫力没有缺陷,或者没有其他疾病存在,它不会对你造成太大伤害,反而起到了保护你的职责。
当你出现体温下降或者免疫力下降的时候,“感冒病毒”就会开始扩散,人体免疫力对这些打了几百万年交道的“老对手”早已熟悉不已,每次它们“入侵”的时候都能迅速的做出反应:
1.鼻腔黏膜开始分泌大量的黏液,这有助于诱骗感冒病毒在这些黏液中繁殖,从而更方便的把它们送出体外。但这也带来一个好处,这些黏液能有效的阻止其他病毒进入人体细胞,从而起到保护人体的作用。
2.发烧:“发烧”实际上是哺乳类动物进化出来的一种用于应对细菌或病毒感染的防御机制,体温升高会使得T细胞更加活跃,使人在短时间内提高免疫力。和流鼻涕一样,发烧也带来一个好处,让你尽快结束因体温下降而导致的免疫力下降,并且能有效阻止其他有害真菌和病毒入侵人体。发烧虽然会让你有些难受,但总比让你暴露在更加危险的细菌世界中要好得多。
3.咳嗽:和流鼻涕差不多的道理,肺部分泌粘液以阻挡外来异物的入侵,在你免疫力低下的时候,这是非常重要的一种保护措施。
了解了以上三点之后,你是否对感冒有了一个新的认识?或者我们可以设想一下,若是没有“感冒病毒”,我们会怎么样?当你的免疫力下降之后,你更可能暴露在危险的环境中,其他任何可能对人体产生危害的微生物都有可能入侵人体,生物进化从来都是两权相害取其轻,当你免疫力下降之时,你更愿意面对一个老对手,让它来激活你的免疫系统,还是面对一个你可能并不熟悉的陌生敌人呢?
这个时候,聪明的你可能已经意识到了一点,普通感冒其实是没必要吃药或者打针的,即使打针吃药了,也不见的对治疗感冒有效果。现有的医疗手段是拿“感冒病毒”束手无策的,还记得吗?抗生素只能对付“细菌”,对病毒是无效的。所以现有的治疗手段通常是缓解感冒症状,比如减少鼻黏膜分泌粘液,舒缓咳嗽,或者打退烧针。
但现在你知道了,不管是流鼻涕、咳嗽还是发烧,实际上都不是病,它们是人体应对免疫力下降,在感冒病毒的刺激下产生的应急症状,真正的病是你的免疫力下降了,以及感冒病毒大规模繁殖扩散了。某种意义上来说,治疗感冒是治疗了感冒的症状,从而让人处于一种更危险的境地,更可能延长感冒的时间。
普通的感冒,不管你吃不吃药,都会经历上图所描述的阶段性症状。最初3天会有明显的发烧,并伴随严重的呼吸道症状,通常表现为咳嗽和流鼻涕。约一周后开始好转,直到12~14天后,症状完全消失。
感冒从某种意义上来说是一种自限性疾病,也就是说你不用作任何治疗也会好。许多对中医深信不疑的人往往会拿中医治好了自己的感冒这件事,来证明中医的疗效好。女神告诉男朋友自己感冒了之后,直男们通常是一句:“多喝点热水”来安慰,惹来女神一阵不满,事实上直男们说得是对的,多喝温水有助于提高核心体温,以及减少脱水症状。事实上,你喝中药治疗感冒的时候,有效成分也仅仅只有“热水”这一种。
话虽如此,但每个人的身体素质都是不一样的,并不是说每个人都可以在感冒之时不去医院就诊,有专家说体温39度以上就必需去医院。这个说法有点过于粗糙,要知道每个人的体温都是不一样的,比如我认识的一个人,她的体温就只有34度多,每次烧得不行了跑到医院去,医生一量体温,37度,然后告诉她没事,没发烧。
判断自己是否要去医院的标准,其实有一个更简单的方法——看你自己还能否照顾自己,如果头重脚轻得连煮一包泡面都无法做到了,那肯定是要马上去医院接受治疗的。
小心流感
虽然普通的感冒对人几乎没有伤害,但麻烦的是和感冒病毒结盟的不单是人类,其他一些恒温哺乳类动物都携带有感冒病毒,比如猪和鸟类。这些原本只能存活在动物体内的感冒病毒有时也会发生变异从而感染人类,造成严重的灾难性后果,这种类型的感冒我们通常称之为“流行性感冒”简称“流感”。最常见的流感叫甲型H1N1流感,早期也被称为“猪流感”,H,代表血凝素类型(hemagglutinin),N代表神经氨酸酶类型(nueraminidase)。流感病毒根据血凝素类型和神经氨酸酶类型的不同,可分为多个种类,其中目前已知致死率最高的流感为H7N9型流感。从中国2012年起到现在感染的H7N9病例来看,死亡率大约39%,这个死亡率远高于最常见的流感,甲流,也就是N1H1流感,患它的死亡率只有1.84%。历史上段时间内杀死最多人数的流感病毒被称之为“西班牙流感”,它曾在短短1年时间内杀死全球约4000万人口(当时全球人口总量为17亿)。
1918年的流感,又称西班牙流感(Spanish Flu),最早发生于1918年春季。当年3月4日,美国堪萨斯州福斯顿军营出现了第一例有记载的病例,随后两周,疾病突然蔓延开来。图为1918年,福斯顿营地,由于医院人满为患,许多感染流感的人被送往这里接受治疗。
福斯顿军营出现第一个病例后两周,佐治亚州福瑞斯特军营和格林利夫军营也显露出流感侵袭的迹象。当年春天,美国36个最大的军营中有24个经历了流感浩劫。图为当时美国华盛顿的沃尔特·里德医院,走廊上放满了病床。
95年前,一种新的致命性的病毒野兽般地蹂躏了阿拉斯加的Brevig Mission村庄。西班牙流感,这就是它的名字。它杀死了这个伊奴伊特人村庄90%的人口,所经之处尸陈遍野。幸存者中几乎没有人愿意去碰那些尸体,因而为了埋葬死者,阿拉斯加当地政府雇佣了诺姆城(Nome)的掘金者,并把他们送去流感爆发过的村庄。这些人在灾难发生后不久就来到了Brevig Mission村,他们把遇难者的尸体扔进了一个2米深的矿井里,然后又用冻土将其掩埋。
此后一直到1915年,没有人再去动过这些在西班牙流感中丧生者的尸体。而在这一年,一队科学家挖出了这些尸体,他们对其中四具尸体的胸腔做了解剖,提取了肺部切片样本以便进行实验室分析。但是他们并没有成功找到病毒的迹象因此扔掉了这些样本。
近半个世纪之后,研究人员又在同一地点挖掘出另一具遇难者的尸体:一个肥胖的女性,她的尸体大部分被冰冻着因此被更好地保存了下来。这一次,研究人员能够抽取出病毒的DNA。到了2005年,另一个团队完成了对病毒染色体的全部排序而结束了这个项目。但是,至今谁也不知道究竟是为什么这一病毒会引起西班牙流感的大流行。
图为当时媒体和大街上常见的广告。上边写着“小心不要咳嗽、打喷嚏,这会传染流感及结核病”。
1920年2月2日,美国纽约,俄罗斯舞蹈家亚历山大·撒哈罗夫的妻子克洛蒂尔德感染流感。坚定相信动物有“魔力”,能够协助治疗人类疾病的亚历山大找到一只温驯的鹿,将其放在妻子床边,期望这能使妻子更快康复。
最受欢迎也最无实效的药方之一,是威士忌:“喝醉了发发汗也能退热。”图为一则声称对付流感“比威士忌更好”的产品广告。
还有一些布告上写着:“吐痰等于死亡”。在费城,曾经一天之内就有60人因在街上吐痰而遭逮捕。图为1918年,美国西雅图,公共汽车列车员禁止未带口罩的乘客上车。
为什么近现代史上致命率最高的疫病仍旧如此神秘?原因有很多。今天研究者们能够轻松找到诸如甲流或是禽流感发病的根源,这使他们能从事大量实验开发疫苗来保护我们。流感病毒其实并不特别复杂,它仅仅是一段DNA片段,能够被动物和人类传染,为了超过免疫系统的速度它的变异相当迅速。
但就是这一段简单的DNA片段却可以拥有十分强大的杀伤力。西班牙流感杀死了大约5千万人(有很多不同的估计值),在美国它杀死了675000人,在法国408000人也因此丧生,波及当时全世界人口的40%。
西班牙流感不同寻常的一个特点是,它对年轻人的影响更加强。科学家们发现,西班牙流感会引起免疫系统的过度防御,并因此使得年轻人强健的免疫系统反过来攻击自身。(禽流感和甲流也同样更加对年轻人危害更大。)
死者的肺部会溢出分泌物,而他们的皮肤因为缺氧而布满斑点和变得惨白。大量的病人都有鼻出血的症状,有时候严重到护士们甚至要有意识躲避从病人鼻孔里喷出来的血流。那些不能痊愈的人就只能躺在自己身体的分泌物中死去。
这场流感恐怖却幸而十分短暂,到了1919年末它就销声匿迹了。如果幸存者和他们的孩子需要终生都面对健康问题,历史的记忆擦除了大部分这段黑色的时光。
图为一个戴着口罩的男孩,在他身后的海报上写着“所有剧院关闭,直到另行通知”。
西班牙流感的全球平均致死率约为2.5%-5%(一般流感约0.1%),全世界约10亿人感染,2千5百万到4千万人死亡(当时世界人口约17亿人)。图为1918年-1919年,美国以及欧洲流感死亡率图表。1918年10月,死亡率达到峰值。
科学家们从未忘记1918年西班牙流感的神秘爆发,对此的研究在近年来又重新复活。除了那些被埋葬的伊奴伊特人,因患流感而死去的一战士兵的器官也被进行了分析,其中包括了保存在华盛顿军方病理学研究中心的一片曾经被遗忘的肺部组织。
五年前,研究人员在英国挖掘出了英国外交家Mark Sykes的尸体,他在1919年死于西班牙流感,后被装在一个铅制棺材中埋葬。研究人员认为铅制棺材会保护尸体,使得器官可以被用来分析,从而解码更多的流感病毒DNA。但是在1919到2008年之间,棺材把这位外交家的尸体给压扁了,因而他的身体组织也已经腐烂。
那么,科学家究竟研究出了什么?他们仍旧对西班牙流感所知甚微,而这一点也是他们真正所担忧的。挖掘Mark Sykes尸体的研究人员的领队John Oxford研究这一疾病的原因是要防止流感的再一次大爆发——根据其估计即将临近。
从理论上说,我们对以往的疫病了解得越多,我们就越能预知并处理以后将要爆发的疫情。美国国家过敏与传染病研究院病毒专家Jeffery K. Taubenberger博士以此为目的组建了一支研究队伍,他们取回了伊奴伊特人的肺部组织。他认为人类很可能在几千年前就有对于流感大爆发的认识,这比我们今天认为的要久远许多。他在一些英国和意大利的修道院里发现了一些11世纪70年代的档案,其中记载了一些具有相似呼吸道症状的疾病,这显然就是流感。他也研究了1500年以来非连续性出现的14次疫情大爆发,最近一次就是2009年的甲流。
西班牙流感盛行的年代,人们还不清楚流行性感冒是由什么病原体造成。直到1933年,英国科学家才分离出第一个人类流感病毒,并命名为H1N1,从此人们才知道流行性感冒是由流感病毒所造成。2005年10月5日,研究人员宣布1918病毒的基因序列被重组。2005年在亚洲发生的H5N1病毒与其有些地方类似。图为2007年,美国纽约布法罗,1918年流感的幸存者分享记忆。
但是西班牙流感爆发的范围和甲流、禽流感甚至是近期任何一次疫情都是不一样的。也许是因为它传染的世界性,使它成为了近现代史上流感的开端。
1918年以前,另一种流感病毒曾经很有可能在人与人之间传播。西班牙流感出现之后,因其变异更迅速,繁殖更容易而取代了前种病毒。而这之后的新的变异使西班牙流感成了当今流感的始祖。如果你得过甲流,或者是经典的季节性流感,那你毫无疑问是感染了西班牙流感病毒的某一种变异病毒。
这是不是意味着你感染过西班牙流感呢?你可能会想情况是不是会变得更糟呢?“既然这是基于同一种病毒,”Jeffery Taubenberger解释道:“研究流感和开发疫苗会因此变得相对简单,因为这是基于稳定的变异源和现有的资源。”情况并不是一种全新的流感病毒大量出现,或是一种新的病毒完全取代了西班牙流感。这种恐惧被惊悚电影和科幻电影不断演绎,但是事实上我们也许比我们想象的要更接近灾难。
“人类以后要面临新的流感疫情大爆发,这一点几乎是肯定的”,Jeffery Taubenberger指出,“但当前,我们不能对其作出预报。”然而这一点可能会改变。他梦想有一天科学家能够有能力在流感最初形成时就预报疫情爆发并能够研制出一种对抗今后任何流感病毒变种的全能疫苗。但是就现在而言,“流感病毒变异相当迅速,我们甚至不能去开始研制一种具有对抗大多数变异的普遍性疫苗。”换句话说,流感比我们进化得更快。
1918年流感造成的死亡人数比一战造成的死亡人数还多,致死者中有一半为青壮年,使得各国都已经没有额外的兵力作战。1918年流感成为第一次世界大战提早结束的原因之一。图为2007年2月8日,美国佛蒙特州希望公墓里的1918年流感遇难者墓碑。
在此期间,Jeffery Taubenberger和他的团队将会继续在基因结构层面研究这一古老的病毒,并尝试去弄明白为什么它如此致命。它起源于动物吗?“有这种可能但是我们可能永远都不会确切知道”,他承认。“我们缺少一些环节。1918年以前并不存在对(易传播流感的)动物的观察。我们也没有任何受感染的动物标本”能使我们观察病毒的变异过程。
然而他们可能有一些人类的标本。军队病理学研究院,在2011年解体之前曾是全球最大的病理学研究院,保留有上溯到南北战争时期的人体组织残片。
如果Jeffery Taubenberger能够拿到一些1918年以前被流感感染者的肺部切片,他可能实现对1918年以前流感病毒的DNA解码。将此与西班牙流感病毒进行比较,他也可能会明白西班牙流感病毒是怎样变异到它的最高等级的,这一点能使我们从一般意义上对流感了解更多——甚至也有可能为全能流感疫苗的研制开通了道路。
从现在开始,流感将继续年复一年地演变,大部分时间会在经典的季节性的传染病流行期间,或是更偶然地引起更加严重的如同2009年时的突发疫情。诸如Jeffery Taubenberger的研究者将会继续为流感病毒测序,不论新病毒还是旧病毒。国际组织也将为下一次疫情大爆发严阵以待。当下一次疫情大爆发到来的时刻,我们也许已经破解了西班牙流感的秘密,并武装起来对抗无穷无尽的流感变异。如果不是这样呢?好吧,那在再下一次流感之前,我们会有一些新的人类标本来研究了。