问题

有没有对人类有益的病毒?

回答
这个问题很有意思,因为它挑战了我们对“病毒”这个词的固有印象。通常一提到病毒,我们脑海里浮现的是疾病、瘟疫,比如流感、艾滋病、新冠病毒等等。它们确实给人类带来了巨大的痛苦和挑战。但是,如果剥去这层标签,从它们基本的生物学属性来看,答案是肯定的,确实存在对人类有益的病毒。

听起来有些不可思议,对吧?毕竟我们对病毒的“攻击性”太熟悉了。但科学的魅力就在于它总能揭示事物更复杂、更细致的一面。这些有益的病毒,它们的存在方式和对我们的帮助,也与我们通常想象的病毒不太一样。

首先,我们需要理解一个概念:病毒是一种严格的寄生生物。 它们没有独立的代谢能力,必须寄生在活细胞内才能复制和繁衍。它们也并非有意要伤害宿主,它们只是在执行自己的生存程序——复制自己的遗传物质,并将其传递下去。而在这个过程中,它们可能会对宿主细胞造成损害,这也就是我们常说的“疾病”。

但是,寄生关系并不总是“一方致死,一方逃生”的零和游戏。 很多时候,寄生关系可以演变成一种更微妙的共生关系。在这种关系下,病毒可以在不严重损害宿主的情况下生存,甚至为宿主带来一些好处,以换取宿主的生存和繁衍。

那么,究竟有哪些病毒对人类有益呢?我们可以从几个主要的方面来理解:

1. 调节免疫系统,抵御病原体入侵:

这可能是目前研究得最深入,也最令人兴奋的一个领域。我们身体里存在着大量的病毒,它们与我们共同进化了数百万年,甚至更久。其中,有一类被称为“内源性病毒因子(Endogenous Viral Elements, EVEs)”的病毒序列,它们已经整合到我们的基因组中,成为我们基因组的一部分。更重要的是,一些研究表明,这些整合的病毒序列以及一些在体内存在的非致病性病毒,可能在 “训练”和“调节”我们的免疫系统 方面扮演着重要角色。

想象一下,我们的免疫系统就像一支军队。它需要不断地接受演习和训练,才能在面对真正的敌人时做出快速有效的反应。而一些无害或低害的病毒,就像是模拟的训练靶子。它们能够激活我们免疫细胞的某些通路,让免疫系统保持“警惕”和“活跃”,但又不至于引发过度的炎症反应。

更进一步说,一些病毒甚至可能通过 “竞争性抑制” 的方式,来阻止其他更具破坏性的病原体感染我们。比如,当身体被某种无害的病毒感染时,它会占据一些细胞内的资源,或者激活一些免疫通路,这可能会使得另一类致病病毒更难在体内立足和繁殖。这种现象被称为 “病毒干扰”。就好比一片土地,如果已经被一种植物占据,其他植物就更难生长。

例如,某些噬菌体(bacteriophage),这是一类专门感染细菌的病毒。它们对于我们的健康至关重要。我们肠道中存在着庞大的细菌群落,它们中的很多对我们有益,比如帮助消化食物、合成维生素、维持肠道屏障等。但同时,也有一些致病细菌可能引起感染。噬菌体可以精确地识别并杀死这些致病细菌,而对有益细菌则相对无害。因此,它们在维护我们肠道微生态的平衡中起着天然的“清道夫”作用。噬菌体疗法,就是利用噬菌体来治疗细菌感染的一种新兴技术,其优势在于它能高度特异性地针对致病菌,并且不易产生耐药性,这对于抗生素耐药性日益严峻的今天,具有巨大的应用前景。

2. 基因治疗和疾病治疗的工具:

病毒之所以能够感染细胞,是因为它们拥有能够进入细胞、释放遗传物质并利用细胞机器进行复制的独特能力。科学家们巧妙地利用了这一点,将病毒改造成了 “基因递送载体”。

在这个过程中,科学家会 去除病毒中致病相关的基因,然后在病毒的遗传物质中插入我们希望递送到目标细胞的治疗性基因。比如,用于治疗遗传性疾病。一些遗传性疾病是由于某个基因缺陷导致的,如果我们能将正常的基因递送到患者受影响的细胞中,就能纠正这种缺陷。这时,被“改造”过的病毒就成为了一个高效的“快递员”,将治疗性的基因精准地送到病灶部位的细胞内,帮助细胞恢复正常功能。

目前,许多基因治疗的临床试验和已经批准的治疗方案,都依赖于病毒载体。比如:

腺相关病毒(Adenoassociated virus, AAV):AAV是一种小型的DNA病毒,它通常不引起人类疾病,而且能够稳定地感染多种细胞类型,并长期在细胞核内以附加体(episome)的形式存在,不易整合到基因组中,因此安全性较高。它被广泛应用于治疗视网膜疾病(如莱伯先天性黑蒙症)、脊髓性肌萎缩症等。
慢病毒(Lentivirus):慢病毒(属于逆转录病毒科)能够感染分裂期和非分裂期的细胞,并且能够有效地将外源基因整合到宿主基因组中,从而实现长期稳定的基因表达。这使得它们成为治疗一些细胞类型难以更换的疾病的理想选择,例如某些免疫缺陷症的细胞治疗。当然,在使用慢病毒载体时,需要非常谨慎地设计病毒,确保整合的安全性。
腺病毒(Adenovirus):腺病毒可以感染广泛的细胞类型,并能在细胞核内以非整合形式存在。它们的基因组容量较大,可以携带较大片段的基因。腺病毒载体常用于治疗癌症和疫苗研发。

这些病毒在被改造后,它们的作用从“疾病的制造者”转变为“疾病的治疗者”,其对人类的益处是直接且深远的。

3. 影响大脑和行为的可能性:

这是一个更具探索性,也更需要谨慎解读的领域。有少数研究表明,某些病毒的存在,即使是已经被整合到基因组中的病毒序列,也可能在潜移默化中影响宿主的生理和行为。

例如,一些研究发现,某些病毒感染(比如某些疱疹病毒)可能会在一定程度上影响宿主的社交行为,使其变得更外向或更具冒险精神。当然,这种影响的程度和具体机制还需要大量的研究来证实,而且很容易被过度解读为病毒“控制”人类。更现实的可能是,这些病毒在漫长的进化过程中,通过对宿主行为的微弱影响,间接地提高了自身的传播率或存活率。

比如,有理论提出,一些病毒感染可能影响宿主的情绪或认知,从而可能促使宿主更容易与其他个体接触,增加病毒的传播机会。但这更多是一种 “生存策略”,并非病毒有意识地“害人”或“益人”。它只是在特定环境下,对宿主生存和传播有利的一种侧面影响。

总结:

所以,回到最初的问题:有没有对人类有益的病毒?

答案是 有,而且可能比我们想象的要多,作用也更广泛。

它们并非是我们通常观念中那种直接导致疾病的病毒。更多时候,它们是以一种 “隐匿”、“协同” 或 “被利用” 的方式存在,为我们的健康带来或多或少的助益:

作为免疫系统的“教练”:帮助我们的免疫系统保持警惕和高效。
作为肠道微生态的“守护者”:通过噬菌体等形式,帮助我们维持健康的肠道环境。
作为基因治疗的“先锋”:为治疗遗传性疾病和癌症提供了强大的工具。
作为我们基因组的“古老遗产”:某些内源性病毒序列可能在漫长的进化中,赋予了我们抵抗某些疾病的能力,或者影响着我们的一些生理功能。

科学总是在不断发现和颠覆我们的认知。病毒,这个曾被我们视为纯粹的敌人,也在科研的显微镜下,展现出它们复杂而多面的一面。认识到这些“有益”病毒的存在,不仅能帮助我们更全面地理解生命,更能为我们探索新的治疗方法和维护健康提供宝贵的思路。这就像我们身边可能就藏着许多默默为我们付出却不为人知的朋友,病毒也是一样,它们以自己的方式,在塑造着我们,也为我们提供着帮助。

网友意见

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人体内居住着许许多多细菌和病毒,益生菌就是对人体有益的细菌,那有没有益生毒呢?

目前人类对病毒的研究是远远落后于对细菌的研究的,所以这方面发现得还少。已经发现的「有益」病毒具有双面性。

一、噬菌体

噬菌体顾名思义,吞噬细菌的病毒。吞噬掉一些病原菌,对人体就是有益的;但它确实有可能会打破人体内部的细菌平衡。[1]

二、疱疹病毒

潜伏性(非症状性)疱疹病毒可以帮助人类自然杀伤细胞(一种特定类型的免疫细胞)识别癌细胞和被其他病原性病毒感染的细胞。病毒用抗原(可以在体内引起免疫反应的外来物质)武装自然杀伤细胞,从而使自然杀伤细胞能够识别肿瘤细胞。[2]

也有研究发现,感染疱疹病毒的HIV患者存活时间更长。

——当然这里不鼓励大家去感染疱疹病毒,带状疱疹发作时疼起来可要人命。

三、诺如病毒

这个病毒目前没有人类相关的证据。

动物研究发现诺如病毒被证明在给予抗生素时能保护小鼠的肠道。被抗生素杀死的保护性肠道细菌使小鼠容易受到肠道感染。但是,在没有好细菌的情况下,这些诺如病毒能够保护其宿主。[3]

未来也许可以有更多的病毒经过改造应用于人类治疗领域。

现在也已经有了,比如腺病毒

参考资料:

[1] Young VB. The role of the microbiome in human health and disease: an introduction for clinicians. BMJ. 2017;356:j831.

[2] Marilyn J. Roossinck. Move over bacteria! Viruses make their mark as mutualistic microbial symbionts. Journal of Virology, 2015; JVI.02974-14

[3] Kernbauer E, Ding Y, Cadwell K. An enteric virus can replace the beneficial function of commensal bacteria. Nature. 2014;516(7529):94-8.

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