病毒为什么会不断变异(病毒为啥会变异)

郑州大学第二附属医院 田晨光 教授
阿尔法、德尔塔、奥密克戎,“新冠病毒变异了,变异的病毒传染力更强”,病毒学家这样说。
随后,世界各国陆续发现了各种病毒变异株,本来也还没有消停下来的疫情,又多了一个新的变数。
大家担心疫情结束可能更困难;担心社会活动是否又要暂停;担心新研发的疫苗是不是会白废了;担心经济生活何时才能走上正轨....

病毒为什么会不断变异(病毒为啥会变异)(1)


什么是变异?病毒为什么要变异?变异的后果是什么?咱现在聊一聊。

遗传的力量哲学家说过,运动是永恒的,静止才是相对的。
从历史的长河来看,基因的变异是必然的。按照目前科学界对生命的认识,比如达尔文的《进化论》,不变就不会有生命,不变就不会有人类。
俗话讲,种瓜得瓜、种豆得豆,这是遗传的力量。
但是,南瓜有磨盘南瓜、蜜本南瓜、奶油南瓜、黑皮南瓜、黄金南瓜等不同的种类,豆子有红、黄、绿、青、黑等不同的颜色,这就是变异的结果。决定这一切相同和差异的物质,我们把它叫做“遗传基因”。

病毒为什么会不断变异(病毒为啥会变异)(2)

基因就像一张楼房的设计图,也像干好某项工作的指示,或者是传达信息的密电码,有机体在生长过程中,通过“翻译”基因的指令而发生变化。
基因是最“自私”的物质,它是生物种群特性延续(遗传)的物质基础,其变异的根本意图就是为了适应环境,并尽可能将“自己”的信息毫无保留地传承下去。
在美国作家罗宾﹒贝克 和 伊丽莎白﹒奥拉姆的《精子战争》中,你会能够窥探到“为人父、为人母、教养与照顾,在这些深层的人类本能之下,存在着另一种更深奥的寂静——以牺牲他人来确保我们自己基因存续的意志”。
遗传是物质的,不是精神的,变异不是“想”出来的。
比如,如果一个人想变成某个偶像,他不可能通过遗传实现这种梦想,只有下面两种途径:做整形手术或化妆,使得个体的外观尽量接近偶像;或通过勤奋学习和历练,让自己在能力上向偶像看齐。
变异也不是“想不想”的问题。生命是一班没有中转站的列车,基因组合一旦完成就是终生,目前没有办法中途改变。
但是,现实生活中,亲生兄弟的相貌、身体素质、能力等相差极大的现象是很常见的,这是为什么呢?
从遗传基因到成为一个完整的生命体,要有四大步骤:基因、表达、发育、成长。在以上四个过程中,任何步骤上受到“环境”的影响,都会导致差异的发生。前三个步骤是物质的,而“成长”则是精神的、是意识的、也是社会性的。
举几个例子:色盲是基因的问题,腭裂是表达和发育的问题,身高是发育的问题,性取向是成长环境的问题;单卵双胞胎,基因、表达都一样,虽然长相几乎没差别,但是他们的发育可能有不同,社会成长环境也会有不同,人生之路也就不尽相同。

病毒为什么会不断变异(病毒为啥会变异)(3)

自然界大部分的遗传物质是DNA,为什么呢?因为DNA是双链双螺旋结构,像麻绳一样,两条链扭合在一起成为一个整体,比较“结实”。DNA在复制的时候,核苷酸顺序必须对应好,才能成功组合,从结构上保证了出错的概率降至最低。
少部分生命的遗传物质是RNA,有单链和双链两种。单链的RNA,比如新冠病毒,核苷酸的排列顺序就比较容易变化。
举个例子,假如由十个核苷酸组成的一个RNA,原来的核苷酸顺序是1-2-3-4-5-6-7-8-9-0排列的,环境变化了,在繁殖的过程中基因发生突变,RNA链条的排列就有可能变成了1-2-5-3-4-6-7-0-9-8这样的结构顺序,这就是变异。
变异时刻都在发生
病毒的RNA由AGUC四种碱基组成,它们每三个一组的排列组合最终构成64个密码子,每1~4个密码子在指挥细胞器合成蛋白质过程中代表一种氨基酸。
密码子就像生活中的电报代码,数字顺序变了,将来翻译出来的文字也就会与原文大相径庭。
比如AUC-UUC-CGA-GUA有可能突变为AUG-UUC-GUA-CGA,这种变异就可能带来氨基酸顺序的变化,合成的蛋白质特性也就变化了,病毒的“毒性”就可能会更大或者更小。

病毒为什么会不断变异(病毒为啥会变异)(4)

变异时刻都在发生,可是变异不会出现无限种。这个背后的道理是:尽管理论上可以无限种变异,但是大多数都会“胎死腹中”。也就是说,只有少数变异能存活并继承下去。

原因是大多数的变异,让自己失去了存活的能力,比如说,变异病毒不能合成蛋白质包膜了,它也就无法生存了。
就好比绿色植物发生了变异,合成叶绿素的能力不存在了,那它就不能进行光合作用,失去了生存的基础,人类就不可能看到这种变异。
病毒变异的倾向性
病毒变异有没有倾向性呢?有!它的变异倾向于高度传染性和低致病性(低死亡率)。
病毒没有精神,不会思考,它的变异倾向从哪里来?
道理很简单,这是由生命遗传的基本特征决定的。耐高温、抗干燥、抵抗紫外线能力强、对杀毒剂耐药、潜伏期长、传染性强、致病力弱的变异更容易保留下来。
比如说“传染性强和致病力弱”这种变异倾向容易形成的原因是:致病力越强,患者感染病毒后的表现就可能越危重,病人死亡率越高,这个患者就更容易被发现和收住院隔离治疗,患者接触到的健康人也就相应越少,被它传染的人也就越少,甚至这种变异的毒株导致患病的人都死亡了。
在患者死亡之前,病毒没有来得及传播出去,病毒没有了携带它们旅行的“交通工具”,这个变异毒株就无法保留下来,传染也就终止。
相反,如果变异的病毒致病力弱、潜伏期长,无症状的携带者就会越多,大家都不知道谁是病人,就会疏于防范,密切接触的人就会像滚雪球一样层层放大,这种病毒株就会在人群中保留更长时间,流行范围就会扩大,成为常年流行不断,但是又不要命的传染病。
但是,我们不能坐等好运降临。传染性强的病毒致病力可能同时也更强。
因为防范措施不到位,在冬季低温的环境下,病毒在环境中存活的时间就会延长,人员聚集也会加速传播,这样就始终有病毒携带者在人群中,虽然病毒这种变异株致死率高,它一样能广泛地传播。

病毒为什么会不断变异(病毒为啥会变异)(5)

抗击病毒疫情的关键是重视防范措施的落实到位:戴口罩、勤洗手、少聚集、常通风、打疫苗。

来源:郑州大学第二附属医院 田晨光

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