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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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什么样的病毒最致命   

2014-09-09 20:10:37|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:贝塔-鱼

最近西非正在暴发埃博拉病毒疫情,《瘟疫公司》这款游戏也跟着火了起来。在这个游戏里,你需要让你的病原体感染和杀死全世界的人,为了达到这个目的,你需要让你的病原体具有一定的传播能力和致病能力,它不但能够迅速感染全世界的人,而且不会被人们研制出来的药物清除掉。

PlagueIncBiohazard

 【图片出处:plagueinctips.blogspot.com

在现实中,我们要面对的病毒也具有这样的属性。2009年,以墨西哥为源头暴发的H1N1型流感在不到一年时间就席卷了全球,之所以这么快就能够蔓延到世界各地,是因为这种流感病毒能够通过空气直接在人之间传播,再加上现代发达的交通工具,H1N1可以以前所未有的速度扩散至全球任何一个有人类居住的地方,传播效率极高。2009年流感大暴发约造成了20亿人感染,死亡人数约为一万到两万。如果将这次暴发的H1N1放在虚拟游戏中,你并不能够赢得胜利,因为它的致病力太低了,即便成功感染了所有的人类,也无法把他们全部杀死。那如果我们换成致病力特别高的病毒,结果会怎么样呢?

现实中有一种病毒几乎可以100%地杀死宿主,这就是狂犬病病毒,这种病毒一般通过咬伤传播。如果人被感染了狂犬病病毒的狗咬伤或抓伤,很容易受到感染。狂犬病病毒能够攻击人的中枢神经系统,使病人认知能力出现障碍,意识出现混乱,并表现出疯狂和攻击倾向,一旦出现这种症状,病人就离死亡不远了。狂犬病病毒因此成为了最接近能够把人变成“丧尸”的病毒。

全球每年有超过5.5万人死于狂犬病,多数发生在亚洲和非洲,人类感染狂犬病病毒病例绝大多数是由狗引起的,在所有感染者中,约有40%是15岁以下的儿童,因为小孩子被狗咬伤的风险更高。全球每年约有1500多万人在被犬类咬伤后接受狂犬病疫苗预防接种,这一措施每年可以挽救数十万条生命,也就是说,在没有疫苗接种的情况下,地球上每年因为狂犬病死亡的人数应该在数十万这个数量级上。

这并不是一个小数字,不过相比狂犬病病毒100%的致死率,这样的结果并不算很糟。要知道,地球上每年有2亿人患上疟疾,有超过60万人会因此而死亡;轮状病毒每年会导致超过50万名儿童死亡;在HIV被发现的30多年里,有3600万人因艾滋病而死亡,而这几种病原体的致死率要远远低于狂犬病病毒。

狂犬病病毒因为100%的致死率,当之无愧的坐上了“天下第一杀手”的宝座,不过,人们似乎并没有把它视为重要的威胁,原因显而易见,通过咬伤传播的方式决定了狂犬病病毒的传播力不会很高,所以即便没有疫苗的保护,狂犬病病毒也难以在人群中肆虐。

2003年那场非典至今让人难忘,有人说过,SARS冠状病毒是人类出现以来所遇到的最为凶猛的病毒之一,原因在于它兼顾高传染力和高致死率,那么非典的死亡率有多高呢?据估计差多不在10%左右,约为狂犬病病毒的一成。在具有几乎和H1N1相当的传播能力下,病毒的致死率仅提高到10%,那也是一个极为可怕的事情,如果按照2009年H1N1感染全球20亿人口来计算,10%将是2亿人口。

1997年,香港首次发现人感染H5N1禽流感病例,这是首次在人类体内发现原本只能感染禽类的流感病毒。在紧急隔离筛查病人和处死上百万只鸡后,疫情很快被控制。在随后的几年中,H5N1在亚洲又陆陆续续暴发几次,每次仅造成几人到几十人的死亡。截至2013年底,H5N1一共感染了640人,死亡384人,病死率差不多在60%左右。2013年初,我国又暴发了H7N9禽流感疫情,这是第二个感染人类的禽流感病毒,这种禽流感病毒的病死率估计在20%-30%之间。

相比SRAS冠状病毒而言,这两种禽流感病毒的致病力都要强很多,人们那么担心禽流感病毒暴发的原因也是因为它具有较高的致病力。然而,更为人们所担心的是禽流感病毒通过突变,获得通过空气直接在人之间传播的能力。

流感病毒可以分为甲型,乙型和丙型三种,其中甲型流感病毒对人类的威胁最大。甲型流感病毒又可以通过它表面的血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)的组合分为不同的亚型,现在已经至少发现了17种HA亚型(H1~H17)和10种NA亚型(N1~N10),我们平时见到的H1N1,H5N1和H7N9等就是用这种方式来区分的。

这些甲型流感病毒中,以H1,H2或者H3开头的往往被称为人流感病毒,因为这些流感病毒已经很好的适应了人类呼吸道粘膜的细胞,对于人类细胞的感染能力很强,能够通过空气直接在人和人之间传播,所以这些流感病毒很容易造成全球大流行。

而以H4-H17开头的流感病毒,一般被称为禽流感病毒,这样称呼是因为这些流感病毒只能适应于禽类的细胞,而无法感染人类的细胞。不过,由于大规模集中养殖禽类等原因,有一些禽流感病毒有机会接触到并适应人类的细胞,或者有可能通过与人流感病毒发生重组而获得感染人类细胞的能力。科学家发现,这些能够感染人类的禽流感病毒,对于人类细胞的亲和力提高了一些。

不过,禽流感病毒对人类细胞的感染能力比起人流感病毒还是要差很多,同时,目前也还没有发现禽流感病毒可以通过空气在人和人之间直接传播。不过,这也是科学家最为担心的,拥有20%-60%致死率的病毒,一旦获得通过空气传播的能力,后果不堪设想。

想让禽流感病毒变得能够通过空气在人之间传播不是一件很难的事情,2011年就有美国和荷兰两家实验室通过重组或者适应传代的方法,在实验室里面得到了能够通过空气直接在哺乳动物雪貂之间传播的H5N1禽流感病毒,这样的病毒一旦从实验室流出来,对人类将是巨大的威胁,虽然这两项研究最终都发表出来,不过争议一直到今天都没有停止。在研究中,科学家发现只需要少数几个突变,就能够让H5N1获得通过空气在哺乳动物间传播的能力,而无论是重组还是突变,在自然界中都有可能发生。

这给人类提了个醒,随着人类社会的发展、人类生活方式的改变以及人类生活对于环境的破坏,越来越多的新型病毒有机会从野生动物身上跳到人类身上,这些病毒在首次接触到新宿主时,往往具有较强的致病力,SRAS就是一个警示。同时,病毒也是在不断进化的,随着病毒和新的宿主不断地共同进化,对于人类而言的新型病毒,也可能会越来越适应于人类细胞的环境,从而增强对于人类的感染力。

一般来说,传播力强的病毒致病力往往比较弱,而致病力强的病毒传播力往往比较弱,两者都强或者两者都弱的病毒在进化上面具有劣势。真正致命的病毒应该在传播力和致病力之间找到最佳的平衡。所以,人类想要遇到一个同时具有H1N1传播力和狂犬病病毒致病力的超级病毒还真不是件很容易的事情。

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本文首发于《科学fans》

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