編者按
病毒是如何起源的？科學(xué)家在研制抗擊新冠病毒的藥物中，正在進行哪些工作？針對新冠病毒研發(fā)有效的臨床救治藥物，努力提高治愈率，降低病死率，是當(dāng)前我國科研工作者應(yīng)急攻關(guān)的重中之重。2月15日，在國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機制就新冠病毒藥物研發(fā)和科研攻關(guān)最新進展情況在北京舉行的新聞發(fā)布會上，科技部生物中心主任張新民介紹，藥品篩選和治療方案已取得積極進展：科技部組織全國優(yōu)秀的科研團隊，利用計算機模擬篩選、體外酶活性測試等方法對七萬多個藥品或化合物進行篩選，目前，科研攻關(guān)組已聚焦到少數(shù)幾個藥品，磷酸氯喹、倫地西韋、法匹拉韋等一批藥物先后開展臨床試驗，目前部分藥物已經(jīng)初步顯示出良好的臨床療效，本期周刊聚焦病毒的起源和藥物研發(fā)以及心理抗疫。
大部分病毒的結(jié)構(gòu)很簡單，基本上就是一個蛋白質(zhì)構(gòu)成的外殼包著一些遺傳物質(zhì)，平時就與死物無異，一旦感染細胞，它們就將自己的基因注入宿主細胞當(dāng)中，利用宿主細胞復(fù)制自身產(chǎn)生新的病毒。病毒是生物嗎？它們又從何而來呢？下面，我們就來看看病毒起源的三個假說。
假說一 遠古大分子。有一些大分子，比如RNA、DNA以及蛋白質(zhì)開始或獨立或彼此協(xié)作地復(fù)制自身，這個階段可以稱為“分子生命”。然而在一片祥和的分子生命中卻產(chǎn)生了一個異類，那就是包括現(xiàn)存所有生物的最近共同祖先“露卡”（LUCA）在內(nèi)的一些分子生命，它們發(fā)展出了一個改變了生命法則的結(jié)構(gòu)，那就是細胞。擁有膜結(jié)構(gòu)的細胞可以更好地保護其中嬌弱的RNA和蛋白質(zhì)等核心大分子，極大增強了這些生物的適應(yīng)力，意味著它們會把原始的分子生命摁在地上摩擦。有一種假說（The Virus-First Hypothesis）就認為，病毒正是原始分子生命世界的“遺民”。這個假說一度十分盛行，畢竟病毒的構(gòu)造是如此簡單，乃至簡陋，它們與細胞生命的差異又是如此巨大。
有些病毒經(jīng)提純后還能形成結(jié)晶，這對于細胞生物是無法想象的。更實錘的證據(jù)來自“擬病毒”（Virusoid），它就是一個RNA分子。擬病毒沒辦法直接感染細胞，但是它可以感染病毒，確切地說是在某些病毒感染細胞的時候通過搭便車來順便復(fù)制自己、擴散自己，從而能引發(fā)一些諸如人類丁型肝炎之類的疾病。
假說二 “叛逃”的基因。基因也能叛變？對，在這個假說（The Progressive Hypothesis）里，基因為了讓自己流傳下去什么事情都做得出來。
細菌中廣泛存在一種名叫“質(zhì)粒”（plasmid）的小片段環(huán)狀DNA，這些基因基本上就是一群打工仔、臨時工，細菌隨時可以從環(huán)境中吸收它們?yōu)榧核茫搽S時可以趕走它們。
在很多細菌中，除了自身原本的DNA以外，還經(jīng)常會有一些小片段的環(huán)狀DNA，那些被稱為質(zhì)粒。于是在漫長的演化中，有些質(zhì)粒學(xué)會了一件事：我們不要一輩子打工！這些質(zhì)粒從打工仔變成了二五仔，反過來把它們的細菌老板給劫持了，奪走了細菌所有的營養(yǎng)來復(fù)制自身。隨著時間推移，有些質(zhì)粒就變成了病毒。
細菌經(jīng)常會遭受一類叫作“噬菌體”的病毒感染，有些觀點認為噬菌體來源于質(zhì)粒。而人類以及所有動物、植物的細胞和細菌很不一樣，我們都屬于“真核生物”，細胞當(dāng)中并沒有細菌那樣的質(zhì)粒，但還是有那么一些基因蠢蠢欲動。它們不肯在染色體上好好待著，而是在細胞核里左右橫跳，一會兒跑到這個染色體上，一會兒跑到那個染色體上。不過這幫調(diào)皮搗蛋的基因倒是有一個仙風(fēng)道骨的名字——轉(zhuǎn)座子（transposon）。
根據(jù)分子生物學(xué)檢測，很多轉(zhuǎn)座子都擁有和病毒非常相似的基因序列，兩者將自己整合進宿主細胞染色體的機制也高度相似。尤其是其中的“病毒樣逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子”（Retrotransposon）與某些病毒簡直相似到了令人發(fā)指的程度，唯一的不同只是這些轉(zhuǎn)座子還不能像病毒一樣在細胞之間遷移而已。
然而病毒的身世到這里卻依舊撲朔迷離，因為它們根本就不遵循一般生物的演化模式。
病毒感染的一般流程是：把自己的基因注入宿主細胞當(dāng)中，然后利用宿主細胞復(fù)制自己的基因，并且制造構(gòu)建病毒顆粒所需的各種材料，最后操控細胞將病毒顆粒的各個零件連同病毒的基因一起包裝成新的病毒顆粒，釋放出去感染別的細胞。但是在這個過程中，病毒每時每刻都在和各種生物交換基因。
比如說病毒在指揮宿主細胞包裝病毒顆粒的時候，有時候會把一些宿主細胞的DNA給一塊包進去，或者不小心在宿主細胞當(dāng)中留一點點自己的基因。哺乳動物中有一個用來阻止母體免疫系統(tǒng)攻擊胎兒的基因，就是某個病毒在一億多年前不小心落在我們細胞中的。而在病毒跨物種傳播的時候，經(jīng)常導(dǎo)致基因從一個物種轉(zhuǎn)移到另一個物種。
假說三 沉淪的細胞生物。進入21世紀以后，一系列發(fā)現(xiàn)開始讓科學(xué)家愈發(fā)意識到病毒的起源還有別的可能性。
2003年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種非常不講道理的病毒——“擬菌病毒”（Mimivirus），這個病毒的體型達到了0.4到0.5微米，在顯微鏡下看都快跟細菌差不多了。引發(fā)這次疫情的冠狀病毒都被認為是比較大的一類病毒了，體型也不到0.1微米。
2008年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第二種大病毒，將其命名為“媽媽病毒”（Mamavirus），從此一種又一種“大病毒”（Giant Virus）開始接二連三地出現(xiàn)在人類的視野中，到2013年發(fā)現(xiàn)的“潘多拉病毒”（Pandoravirus）更是把最大病毒的記錄刷到了1微米以上。
目前已知最大的病毒“潘多拉病毒”，它看上去和一個細菌幾乎沒什么區(qū)別。
從此，病毒與某些單細胞生物的界限開始變得模糊了起來，比如說“擬菌病毒”的結(jié)構(gòu)與基因和一類叫作“古菌”的單細胞生物非常相似，唯一的不同是，擬菌病毒丟失了一部分自主完成細胞分裂的關(guān)鍵基因，所以不得不寄生在其他生物的細胞當(dāng)中，利用宿主的細胞來生長繁殖。
于是就有了病毒起源的第三種假說（The Regressive Hypothesis），認為病毒本質(zhì)上是墮落的生物。有些單細胞生物在長期寄生生活中，逐漸退化掉絕大部分細胞結(jié)構(gòu)，最終變成了這種“活死人”一般的樣子，而像擬菌病毒之流就是剛剛開始墮落的古菌。
為什么致命病毒總是來自野生動物呢？讓我們從演化的角度分析一下。
“最好”的病毒，是既不引起太嚴重的癥狀（不然搞死了宿主自己也完蛋），但也不能太溫和（畢竟宿主身上往往同時寄生著別的病毒，搶資源的時候該下的狠手還是得下）。所以在漫長的演化中，這種博弈會促使病毒最終與宿主達成某種默契，比如說人類與可能會引起普通感冒的鼻病毒就屬于這種關(guān)系。
但是，病毒會變異，有些變異會導(dǎo)致病毒的宿主改變。病毒與新的宿主沒有長期磨合的默契，就會出現(xiàn)“下手沒輕沒重”的問題，其中有些下手特別重的就會給宿主帶來致命疾病。
在長期的演化中，人類已經(jīng)和那些從遠古祖先開始一路陪伴的病毒達成完美默契了，與從家畜那里來的病毒，比如麻疹、流感等等，磨合得還不完美，但多少有點默契，所以極少引起很嚴重的疫情。唯獨來自野生動物的病毒跟人類絲毫沒有一丁點磨合，因此引起大瘟疫的疾病幾乎全部來自野生動物。因此，希望大家平時盡量遠離野生動物，包括流浪動物，更不要去飼養(yǎng)、食用野生動物。（作者：唐騁 作者單位：中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心）
