1851年3月16日
病毒的发现——贝杰林克
提起病毒,人类并不陌生,禽流感、麻疹、甲肝、猩红热、脊髓灰质炎、SARS、埃博拉、艾滋病等,都属于病毒性疾病,病毒病正在威胁着人类的健康与生命安全。2012年,英国的一项研究发现,在未来的5年内,全球面临暴发新疫潮的威胁。图1是电子显微镜下的埃博拉病毒。
图1
在病毒病中,流感是威胁人类健康与生命的最危险的病毒病。20世纪初,西班牙曾发生流感大暴发,造成1亿人死亡。后来的研究得知,这次病源来自一种野生水鸟。现今,伦敦大学流行病专家奥克斯·福特提出警告说,新的超级流感病毒正在形成,它们可能通过野生动物或禽畜感染人类。这种病毒具有超级传染性,很可能在几年后暴发,成为新一轮的超级流感,为此人类要做好准备(参见本书6月25日“1918年西班牙大流感”)。
人类对病毒的研究有着一百多年的历史,最早是从研究植物生病开始的。那时,人们发现在烟草花叶上出现了一种怪病,后来发现这是由一种毒素引起的,而且具有传染性。经过近半个世纪的研究发现,这种病原体比任何一种细胞都小,居然能穿透细胞,具有连续传染性,还具有“生命力”。图2是电子显微镜下的烟草花叶病毒,然而在当时,既不能用显微镜看到,也无法使其在人工培养基上生长。这些小东西该是什么样呢?对于这种过去从来没有见过的现象,德国生物学家马提纳斯·威廉·贝杰林克开始了认真的研究。
图2
1851年3月16日贝杰林克出生在荷兰阿姆斯特丹,毕业于代尔夫特技术学院,1877年从莱顿大学获得科学博士学位后成为一名农业学校的教师。他一边教书,一边开始了农业作物和生物学的研究。1898年12月22日,他在一篇论文中提出了一个大胆的设想,他说:“既然能进行繁殖,这种接触性传染物的活体一定是结合进活细胞的原生质里面去了。”贝杰林克首次为这种传染性“活体”起了“病毒”的名字,他关于病毒传染方式的判断也非常具有开创性。图3是贝杰林克在他的实验室,这张图片摄于1921年。
图3
贝杰林克为病毒研究指出了正确的研究方向,它标志着人类对于病毒的研究从感性走向了理性阶段。但直到此时,人们还不能看的它们的真面目,有人对他的说法将信将疑。直到1939年5月5日,德国科学家在电子显微镜下观察到了烟草花叶病病毒的形状,并证明它们的主要成分是蛋白质和核酸,自此病毒学有了长足的发展。病毒与细菌不同,它的结构比较简单,只有一个蛋白质的外壳,里面包裹着一团负责遗传的核酸物质,这正是病毒最“坏”的一种成分,也是它们最“狡猾”之处。当病毒侵入人体以后,由于它的体积很小,没有细胞结构,很容易躲过人体的免疫系统,让自己很自由、很方便地去寻找细胞作为宿主。找到宿主时,病毒就寄生在活细胞内,找不到时,就以“大分子”状态潜伏,伺机行动,一旦遇到合适的对象,就会立刻钻入宿主细胞,恢复生命力。图4是一种致婴儿肠炎的轮状病毒,图5是电子显微镜下的流感病毒。一般细菌的直径约为500纳米,而病毒的直径可以小到10纳米,它们可以穿过细菌过滤器,不受任何阻隔,然后靠自身的核酸寄生在宿主的细胞里,进行大量自我复制,使疾病不断传播。
图4
图5
自20世纪初病毒被发现以来,人们一直在怀疑,也在争论不休,到底病毒该算是什么。如果说它们有生命,它们没有任何活力,只是一个有机大分子;如果说它们没有生命,在条件适合时,它们也能繁殖、复制甚至发生变异。人们怀疑病毒的属性,它到底是一种有生命还是无生命的颗粒呢?如今,它们的身份已经被确定,这是一种属于“生命边缘的生物体”。它们既像是一种无生命的大分子,又像是一种生物,病毒的“四不像”成为生命与无生命之间的“纽带”。病毒的存在缩短了生命和大分子之间的距离,也模糊了生命与大分子的界限。无论它们是什么,人类应该知道,不少源自动物的病毒已经成为影响人类生存的“末日病毒”,人类应该对它们有所警惕,并为正面应对做好准备。
关键词:病毒,马提纳斯·威廉·贝杰林克,viruses,Martinus Willem Beijerinck
图1:http://www.webmd.com/a-to-z-guides/ss/slideshow-visual-guide-to-ebola
图3:http://www.bio.davidson.edu/people/dawessner/micro/virus.html
图4:http://jonlieffmd.com/blog/intelligent-virus-tricks
图5:http://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookDiversity_1.html