人類直到最近十年才意識到,所有由細胞構成的生命不僅棲息在固態的土地、空氣、海洋組成的可見生物圈,也棲息在一個我們不太熟悉、看不見的病毒圈。構成這個病毒圈的病毒不僅圍繞在我們四周,還存在我們體內。牠們既是不斷演化的外在有機體,也是我們生存的內在組成部分,是一種與我們互動、共生的物體。雖然我們可能不會時刻察覺到這些在體內的迷你乘客,但這些乘客卻以病毒典型的方式察覺到我們。
有些人覺得這種情況似乎令人生畏,甚至令人恐懼,但其實沒有緊張的必要。牠們一直都在這裡。牠們在地球這顆星球上的歷史,很可能早於任何人類生命的起源,而且其實還可以往前追溯,比哺乳動物、任何動物或植物、真菌的起源更早;如果我沒弄錯,甚至比單細胞變形蟲都還要早。牠們從出現至今,唯一不同的只有病毒學界正逐漸了解病毒在生命起源和多樣性中的角色,以及在生物圈之健全中的角色——這與「病毒完全只是致病因素」的概念顯然不一致。
病毒要能發揮這些作用,肯定必須具有一些不凡的特性。例如,牠們完全沒有動力系統,卻能在人群中移動,不費吹灰之力地以重大傳染病之姿席捲全球。儘管不具備視覺、聽覺、觸覺、嗅覺或味覺,但牠們卻能異常精準地偵測到鎖定為目標的細胞、器官或組織。就算有專為預防這種情形而設計的強大免疫防禦系統毫不懈怠地抵擋,病毒仍能得償所願。一旦接觸,牠們就會穿透目標細胞的防禦,突破表面具保護作用的細胞膜;進入細胞後,病毒就會開始接管細胞的生理、生化和遺傳運作機制,迫使細胞成為病毒自我繁殖的工廠。
歡迎來到病毒的世界!
毫無疑問,這是一個充滿謎團的奇怪世界。當我們試著從最基本的層面檢視這個世界時,會發現它顯得更加離奇。
那麼,病毒是什麼?要定義病毒,要從哪裡下手?例如,細菌和病毒之間有什麼區別?雖然病毒和細菌都會造成許多常見的傳染病,普通人經常會將牠們混為一談,但兩者其實天差地遠。有人說病毒介於生物學認定的生物與無生命的化學物質之間,因此比細菌更難定義。這種特質使一位傑出的同儕對病毒嗤之以鼻,斥之為「包裹在蛋白質中的小搗蛋」。雖然這種輕視確實有點道理,但病毒可不只是小搗蛋而已。所以,我們再深入一點吧!病毒是否仰賴基因和基因組,就像所有我們更熟悉的生命體一樣,像是鯨魚、人類、毛茛,到人稱「謙遜」的細菌?答案是:「是!」病毒確實有基因組,裡面包含由蛋白質編碼的基因。在後面的章節中,隨著觀察病毒基因組與其他有機體基因組的重要差異,我們會對病毒基因組有更多了解。
病毒是否也會按照與動植物相同的模式演化?答案仍然是:「是!」但是病毒獨有的某種有機體特性,對牠們的演化模式,或說演化所涉及的特定機制,造成極大影響:牠們只能利用宿主細胞的遺傳裝置自我複製,所以以前才會被定義為「專性遺傳寄生物」(obligate genetic parasite)。但隨著我們愈來愈了解病毒,愈來愈了解牠們在宿主演化上扮演的複雜角色,這個定義已經無法充分描述牠們的特性。定義要更準確,就必須接受「病毒是共生體」的事實。確實,我們現在知道病毒是終極共生體,從許多例子中,可以看到牠們會表現出所有的共生行為模式,即寄生、片利共生及互利共生。此外,由於病毒有時會表現出侵略性,作為與宿主關係的行為演化模式,因此它們也可能是「侵略性共生體」。
我們愈檢視病毒的演化軌跡,以及演化軌跡對宿主演化的影響,就愈會覺得牠們的故事十分離奇,引人入勝。如果我們說,病毒是誕生在地球上只有化學性自我複製體的時期,比細胞生命實際出現的時間更早,是否合理?如果是這樣,那麼病毒如何從這麼原始的源頭演化、與地球上其他生命互動,也因此對地球上所有生命的演化做出貢獻?
本書的目標是透過循序漸進的方式啟發讀者,先從大家熟悉的領域開始,好好觀察病毒引起的各種疾病。例如,本書會檢視普通感冒、麻疹、水痘、疱疹、腮腺炎以及德國麻疹等小兒疾病實際上究竟是怎麼回事。本書也會檢視大家不太熟悉的例子,例如狂犬病、「斷骨熱」(俗稱登革熱)、伊波拉這類出血熱,以及病毒引起的癌症,如伯奇氏淋巴瘤。檢視這些案例時,我們會發現讓病毒發揮作用的因素,並探索當遇到病毒時體內實際上會發生的事,病毒如何導致感染而產生相關症狀,以及深入了解病毒的關鍵——探索病毒本身從與人類宿主的「互動」中,能得到什麼。我們同樣會從病毒的視角出發,探索重要的傳染病形式,如流感、天花、愛滋病、小兒麻痺。這些重大傳染病,說明病毒感染如何影響人類社會的歷史,從古埃及人的壁畫,到美洲、澳洲和非洲的殖民都包括在內。我們也會仔細研究疫苗這種措施如何預防流行病的感染,涵蓋從幾個世紀前首度問世的天花疫苗,到最近關於三合一疫苗和人類乳突病毒疫苗的爭議。
病毒學源自研究病毒如何引起疾病。藉由了解我們已經熟悉的病毒,檢視病毒在生命演化的作用,尤其是探索病毒在人類演化史上的作用,可以擴大對病毒的認知。本書將說明,人類演化至今,如何與這些強大、看不見的東西共存,以及牠們如何在最親密的層面上對我們造成實質的改變,幫助我們成為人類。
我希望各位和我一樣,逐漸理解病毒在生命緣起與複雜關係上難以估計的重要性,並讚嘆在我們的藍色海洋星球上,竟然存在著如此奧妙至極的生命。大致上而言,病毒的輿論風評不佳,也在情理之內,因為前幾代病毒學家唯一與病毒接觸的時機,就是要替病毒引發的感染善後。但今天的病毒學界吹起巨大的變革之風。鋒頭之盛,甚至某位傑出的演化病毒學家最近還宣稱,我們正在目睹他所謂的「病毒東山再起」。這是什麼意思?為什麼某些現代病毒學先驅引入「病毒圈」一詞,作為了解病毒對整個生物圈重要性的新一波探索關鍵?有些人希望大家能改變觀念,開始把病毒視為「第四域生物」(Fourth Domain of Life)——病毒真的是「第四域生物」嗎?
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