2020年末，聊聊可以帮我们，也可以伤我们的病毒

　　

随着气温渐冷，一小股病毒性感冒在COVID-19洪流之中顺势而来，导致许多人谈病毒而色变。如今，人们的生活方式已经彻底发生了改变，以避免与其他人接触，为什么还是这么容易得病毒性疾病呢？

科学家越来越多地了解到，许多病毒正悄悄地潜伏在人体内，隐藏在口腔、肺部、血液、关节液、尿液、脑脊液、母乳和神经细胞中，以及大量在我们肠道定植的微生物中。生物学家估计，目前有380万亿种病毒生活在你的体内，是细菌数量的10倍。有些会导致疾病，但许多只是与你共存。例如，2019年底，宾夕法尼亚大学的研究人员在呼吸道发现了19种不同的redondovirus毒株（一种常见的真核DNA病毒）；少数与牙周病或肺病有关，大多数主要引起呼吸道疾病。科学家们迅速扩展的知识清楚地表明，我们主要不是由偶尔被微生物入侵的“人类”细胞组成的；我们的身体实际上是一个由共生细胞、细菌、真菌和最众多的病毒组成的超有机体。最新的统计表明，你身体里有一半的生物物质不是你自己的。

十年前，没人意识到人类病毒组的存在。直到借助廉价的基因组测序工具才看到巨大病毒组是更大的人类微生物组的一个组成部分。在绘制病毒组图谱的十年里，科学家调查的越深入，病毒组就越像是人类的伙伴，对人类的日常生活会产生积极和消极两方面影响。后微生物组时代 首次发现人体特有的病毒组

例如，洛克菲勒大学的研究人员从病毒中纯化出一种可以在被感染者体内杀死耐甲氧西林葡萄球菌的酶，FDA已将这种酶定义为“突破性疗法”，目前在做三期临床。

病毒似乎在我们出生时就开始积累，婴儿出生后不久肠道内的病毒种类可能来自婴儿的母亲和母乳，随着年龄增长一些病毒数量会减少，另一些从环境进入他们体内的数量和多样性会增长。婴儿的病毒组不稳定，而成人的相对稳定。Nature：母乳喂养调节婴儿肠道内的病毒群落

许多在我们体内的病毒并不以人体细胞为目标，相反它们主要搜索细菌，这些病毒被称为噬菌体。对它们来说，我们人类只是一个狩猎场。

加州大学圣地亚哥的科学家通过比较不相关人群的病毒组，可以推测他们是否生活在一起，虽然不同的人可能明显有不同的病毒组，但同居的人似乎共享着他们病毒组中25%的病毒，病毒可以从一个家庭成员传播到另一个家庭成员，不仅通过咳嗽等典型传染方式，还可以通过偶然接触和共用水槽、厕所、桌子和食物。亲密接触似乎没什么区别，只是住在一个空间就够了。

除了感染细菌的噬菌体，一小部分病毒直接感染我们组织中的细胞，因为我们免疫系统的抑制作用，这些病毒可能很少。正常情况下，我们的免疫系统会把病毒组控制在一个安全的范围，但当免疫受到阻碍时，病毒很容易繁殖。

COVID-19就是个例子，感染SARS-CoV-2的人，特别是那些患有严重疾病的人，可能会发展为共同感染。最常见的是继发性细菌性肺炎，或菌血症（血液中细菌增多），包括金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌。虽然不太常见，但我们也看到了流感、呼吸道合胞病毒和腺病毒等病毒混合感染。潜伏在病毒组中的病毒也可能重新激活，如EB病毒和巨细胞病毒。当免疫系统关注COVID-19时，患者可能更容易受到其他病毒爆发的影响。

有时现存的噬菌体会携带细菌基因。这种有效载荷有时能使噬菌体感染的下一个细菌受益。例如，我在唾液中发现了噬菌体，它携带有帮助细菌逃避免疫系统的基因。有些噬菌体甚至携带有帮助细菌抵抗抗生素的基因。噬菌体不需要这样的基因，因为噬菌体不能被抗生素杀死，所以当它们把基因提供给细菌时，它们促进宿主的生存就等同于噬菌体的生存。我们经常看到这种转移。

噬菌体可以进一步保护宿主。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是臭名昭著的引起肺炎的细菌，它能引发多种疾病。患有囊性纤维化等肺部疾病的人发现，要从肺部清除这种细菌几乎是不可能的，即使是在服用旨在杀死这种细菌的抗生素时。一些铜绿假单胞菌已经将丝状噬菌体整合到它们的基因组中。2019年，由斯坦福大学的一个研究小组领导的研究人员发现丝状噬菌体可以形成一层碳水化合物和蛋白质的保护斗篷，帮助细菌躲避抗生素。这样细菌就可以在适当的地方藏身，直到抗生素消失，第二天就会引起感染。

善良的有益病毒

对人体来说，病毒也不全是有害的，关乎我们如何利用病毒改善我们的健康。科学家已经发现了一些自然现象。当噬菌体在体内四处寻找细菌时，其中一些与粘膜表面的细胞结合，比如鼻子、喉咙、胃肠道细胞，虽然噬菌体在那不能复制，但它们可以躺在那里等待易受攻击的宿主（细菌）到来。从理论上讲，这个过程可以保护我们免受某些疾病的侵害。比如你吃了被沙门氏菌污染的食物，躺在胃膜表面上的噬菌体会在细菌致病前杀死它们。尽管，目前这个理论在人体中不太好证明。

在新抗生素开发未能撵上细菌变异步伐的时代，噬菌体疗法日益受到关注。多年来，大多数医生还不敢使用噬菌体，因为他们不知道人类免疫系统是否会过度反应，导致危险的炎症（怕供噬菌体生长的细菌没被完全清除就被转入人体）。但今天，我们有了更先进的噬菌体纯化方法，对不良反应的担忧已经基本平息。

真正限制噬菌体疗法的是“杀手难找”。之前研究人员在自然环境中浪费了大把时间，现在他们意识到污水处理厂才是更好的选择。直到2016年，Robert Schooley鉴证了一个具有里程碑意义的案例，医生用污水中的噬菌体以及环境来源的噬菌体成功治疗了他们学校的教授Tom Patterson因鲍氏不动杆菌（一种著名的耐药细菌）而导致的多器官衰竭。

虽然可能要花很多时间才能解开人类病毒组，考虑到短短10年已经走了这么远，要知道十年前许多科学家还认为人体微生物群是长在肠道里的被动层，而现在我们已经知道，微生物组的某些部分是稳定的，有些部分是活跃和变化的。而病毒是另一个更有活力的玩家。2018年一项著名的研究报道称在死于阿尔兹海默症患者捐献的脑组织中疱疹病毒含量极高，然后2020年，塔夫茨大学和MIT的研究人员利用类大脑感染了1型单纯疱疹病毒，令人吃惊的是，组织中充满了类似阿尔兹海默症患者大脑的淀粉样斑块状结构。人脑模型证实阿尔兹海默与单纯疱疹病毒之间的因果关系

随着更深入的研究，我们可能会发现影响人类健康的新病毒种类，以及利用病毒操纵我们的微生物群和保护我们免受疾病侵害的新方法。如果人类能够弄清楚如何管理坏病毒并利用好病毒，就能帮助自己成为更强的超有机体。

原文检索： The Viruses Inside You" in Scientific American 323, 6, 46-53 (December 2020)

doi:10.1038/scientificamerican1220-46

（生物通：伍松）