看不见的入侵者

病毒代表着最原始的生命形式。它们是迄今为止最小、最简单的病原体。（朊粒，公认的传染性蛋白质，要更小，但它们的性质尚未完全确定。参见第四章。）事实上，病毒仅仅是一小段由蛋白外壳保护的遗传物质（或者就像彼得·梅达瓦爵士[1]所说的，“一个裹在蛋白质里的讨厌鬼”）。1

“病毒”一词意为“亚显微实体”，2该词创造于20世纪初，那时科学家们终于意识到病毒并非极小的细菌。大多数常见的感染都是由细菌或病毒引起的，但仅凭对感染患者的观察很难区分二者。麻疹、水痘、腮腺炎以及风疹均由病毒感染引起，而白喉、百日咳、伤寒以及结核均是由细菌感染引起。细菌和病毒两者都可造成肺炎、脑膜炎以及胃肠炎[2]。所以，大多数人认为病毒与细菌差不多就是同一个东西，这也并不奇怪。

有一个令人难忘的报纸头条——《致命病毒吃了我的脸》——出现在1994年，当时暴发了一种“食肉病”。3媒体报道称罪魁祸首是“一种病毒”，尽管这种疾病，即坏死性筋膜炎，实际上是由一种细菌引起的。无独有偶，1996年，在苏格兰威肖，约翰·巴尔的肉铺引发了世界上最严重的一次大肠杆菌（E. coli 0157，一种细菌）胃肠炎的大暴发，感染人数超过200人，其中29人死亡，不止一家报纸将其归咎于“大肠杆菌病毒”。4而现在，按《星期日独立报》所说，连致命的多重耐药的结核杆菌也成了一种病毒。5

媒体的错误信息使人们更加坚信，病毒和细菌是几乎一模一样的野兽，虽然二者均肉眼不可见——可是，它们的相似之处也就这一点罢了。两者就连相对大小都相差甚远；如果一个病毒相当于一个人那么高，一个中等大小的细菌可能就有自由女神像那么高。实际上，细菌的长度为1～10微米（1微米等于1米的百万分之一），300万个细菌可以舒舒服服地并排坐在一个针尖上。你可以使用能放大200倍的普通的光学显微镜来观察细菌，但是，最小的病毒是细菌的1/500，只能通过可放大10万倍的电子显微镜进行观察。

细菌是地球上最早期生命的直系后代，展示了构成所有动物和植物的细胞的蓝图。它们是最小的微生物，无须依赖其他生物便可存活，其中的大多数是生活在自然环境中的单细胞生物。地球上一切生命的存在都离不开细菌，细菌的作用好比一个个微型回收工厂，回收并转化出种种分子与原子。它们每天忙于将死亡的动植物分解成可再次利用的成分。其释放的气体可构成我们的空气，而简单的分子可重新生成新的植物和动物。只有极少数的细菌会入侵其他生物，引起疾病。

细菌生长与分裂的方式与更复杂生物的细胞类似，即简单地一分为二。只要提供给细菌所需的所有营养物质，它们就能每20分钟左右分裂一次。因此，一个细菌经24小时便可产生一个数量超过4 000 000 000 000 000 000 000（4×1021）的同一细菌的菌落。

与所有的生物一样，细菌也包含遗传信息——DNA——以确保它们的特性能够传递给子代。细菌的DNA所携带的遗传信息可合成大约4000种蛋白质，这些蛋白质足以保证细菌自身的生存与复制。细菌还包含读取DNA信息所必需的全部的细胞机制，可将信息下载于RNA中，并通过RNA生产蛋白质。所有的这些反应均由复杂的新陈代谢过程提供能量，这个过程需要输入氧气，并释放二氧化碳。

和细菌不同，病毒只靠自己什么也做不了。它们不是细胞，只是一些病毒颗粒，没有能量来源，也没有任何合成蛋白质所需的细胞机制。每一个病毒颗粒仅仅由遗传信息和包绕在遗传信息外面的蛋白质外壳（称作“衣壳”）组成。这些病毒颗粒携带遗传信息从一个细胞进入另一个细胞，勇敢闯荡外面的世界，同时将传染病传播开来。病毒只有3～400个遗传因子，即基因（人类则有约三万个），这一小段遗传信息带有病毒进行自身复制的遗传密码。但想要繁殖，它们必须侵入活细胞，并对其进行控制。

现今，“病毒”这个术语也被用于描述非生物介质，如计算机病毒。这些现代的“病毒”是看不见的寄生虫，它们会感染、繁殖并引起疾病，尽管是作用于计算机程序而非活细胞。它们通过磁盘或电子邮件传播，一旦进入计算机，就会播散开来，破坏程序，引起一片混乱。因为这些病毒频繁“变异”，所以可用的解决方案十分有限。从以上的这些特点来看，计算机病毒与生物病毒极其相似。我们可以这样类比，生物病毒就是磁盘，只有当它进入计算机（即细胞机制），才能发挥作用。只要病毒能够进入一个细胞，这个细胞就会读取病毒的遗传密码（上面写着“复制我”），并开始它的工作。

所以，病毒入侵生物，霸占它们的细胞，并将细胞转变成病毒繁殖的工厂。在一两天内，就有成千上万的新病毒出现。病毒的目的并不是引起疾病，但病毒感染通常会削弱或破坏细胞，所以如果足够多的细胞被感染的话，就会产生一些后果。整个器官都有可能被毁掉，假如这是重要且不可替代的器官，那么感染将是致命的。例如，狂犬病病毒会破坏脑细胞，而埃博拉病毒会杀死构成血管的细胞，引起严重的大出血。

一些病毒给感染的细胞留了一条生路，尽管处于虚弱的状态，仍可继续繁殖新病毒。当这种情况发生时，病毒感染会对细胞乃至整个动物或全株植物产生奇异的效果。一个著名的例子是，正是这种情况引发了17世纪荷兰的“郁金香热”，当时首次培育出了美丽的杂色郁金香。16世纪中叶，郁金香从土耳其传入欧洲，很快荷兰便成为郁金香交易的中心。花农在纯红色郁金香的基础上，培育出了带有白色条纹的杂色花，这被称为“碎色”。这些奇异的花朵底部是白色，花瓣上点缀着红白相间的精致花纹。“碎色”郁金香稀有而珍贵，被视为身份和地位的象征。但是这些花儿既美丽又变幻莫测。就如安娜·帕福德在她的《郁金香》一书中所提到的那样：“这种花有一个独特的招数，更是极大增加了其吸引力。它似乎会随意改变颜色。”6

虽然“碎色”郁金香的球茎可一直保持原样，但是整块培植地里仅有一到两个这样的球茎。没有一个着迷的植物培育者能够解释郁金香颜色突然改变的原因。显然，它并没有遵循从其他植物研究中所得出的遗传法则。相较于纯色郁金香，“碎色”郁金香不够茁壮，所有这一切共同助推了球茎的高价。但在1634—1637年，事件的发展已完全失控，“郁金香热”开始了。一株球茎以5400荷兰盾（约等于现在的40万英镑）的单价成交——相当于阿姆斯特丹一幢洋房的价格，或者一名工人15年的工资。“郁金香热”达到顶峰的时候，委托像扬·凡·海以森这样的著名花卉画家为你绘画一幅“碎色”郁金香（价格高达5000荷兰盾）都要比购买一个球茎便宜得多。

图1.1 17世纪首次培育的“病变”郁金香