病毒是如何从动物传染到人类的？- 本·朗顿

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在马里兰州 2017 年的郡县博览会上，农民报告发烧的猪眼睛发炎、拱嘴口水鼻涕直流。农民们很担忧这些猪，而马里兰州卫生部门却担心一群生病的参会者。很快，这些与会者中就有 40 人被诊断患有猪流感。一个物种的病原体是如何感染另一个物种的，而且什么使宿主转移如此危险呢？

课程讲解：本·朗顿，动画制作：Cabong 工作室。

在马里兰州 2017 年的郡博览会上，

获奖的猪看起来状态并不好。

农民报告说，这些发烧的猪
眼睛红肿、鼻涕直流。

但是，虽然展会官员担心这些猪，

但马里兰州卫生部门
则对一组生病的参会者很重视。

有些人摸过这些猪，
而有些人仅从它们的圈旁路过;

但很快，这些参与者中
40 人将被诊断患猪流感。

生病动物通常不会感染人类，

但是当它们传染时，

这些跨物种感染，也叫病毒宿主转移，

可能产生致命的流行病。

那么一个物种的病原体
如何感染另一个物种的？

什么使宿主转移如此危险呢？

病毒是一种感染几乎所有
生命形式的有机寄生物。

为了生存和繁殖，
它们必须经历三个阶段：

与易感宿主接触、感染和复制、

以及传递给其他人。

举个例子，我们来看看人类流感。

首先，流感病毒遇到了新的宿主，

并进入他们的呼吸道。

进入并不困难，
但要在这个新的身体中生存，

在病毒被免疫反应捕获并消灭前，

它必须成功感染宿主。

要完成这项任务，

病毒进化出与宿主物种的特定互动。

人流感病毒覆盖着蛋白质，

这种蛋白质可以与人类
呼吸细胞上的匹配受体结合。

一旦进入细胞，
病毒就会采用其他适应措施

来劫持宿主细胞的分裂机制。

并复制自己的基因物质。

现在病毒只需压制
或躲避宿主的免疫系统，

一直繁殖到足够多的水平
来感染更多的细胞。

此时，流感可通过
任何传染性体液传播，

并传递给其下一个受害者。

然而，简单一个喷嚏

还会使病毒与宠物、
植物甚至你的午餐接触。

病毒不断遇到新物种
并试图感染它们，

这通常会以失败告终。

多数情况下，两个宿主间的
遗传基因差异太大，

对于已经适应感染人类的病毒，

莴苣细胞则是外来的、
且不适宜生存的环境。

但环境中传播的病毒数量惊人，

极有可能遇到新的宿主。

而且，因为病毒以数百万级迅速繁殖，

他们可以快速发生随机突变。

大多数突变都没有效果，
甚至证明是有害的;

但一小部分变异可使病原体
更容易感染新物种。

获得这种破坏性基因的几率
会随着时间的推移而增加，

或者新物种与病毒的常见宿主相似。

对于适应一种哺乳动物的病毒，

感染人类可能只需一些幸运的突变。

一种适应离我们最近的
遗传近亲黑猩猩的病毒，

几乎不需要任何改变。

一个宿主成功转移所需要的

不仅仅是时间和基因相似性，

有些病毒可以轻易感染新宿主细胞，

但是无法逃避免疫反应。

其他病毒可能较难传染到新宿主。

比如，它们可能使宿主的血液具传染性，

而非唾液具有传染性。

但是，一旦宿主转移到传播阶段，

病毒变得更加危险。

现在病原体可在两个宿主中孕育，

其变异为成功病毒的概率提高两倍，

且每个新的宿主都会
增加全面流行病的可能性。

病毒学家一直在寻找

可能令流感类病毒
更易产生宿主转移的突变。

然而，预测下一个潜在的流行病
是一项重大挑战。

病毒种类繁多，
我们才刚刚开始研究。

研究人员正在不知疲倦地
研究这些病原体生物学，

并通过监测人群来快速识别新的爆发，

他们可以开发疫苗和控制措施
来阻止这些致命的疾病。