大流感-歷史上最致命的瘟疫的史詩故事(第八章)_風聞
微信公众号_战争机器-2020-07-29 19:56
第八章
感染是一種暴力行為,它是一種入侵,是一種強姦,身體會做出激烈的反應。十八世紀偉大的生理學家約翰-亨特將生命定義為抵抗腐爛、抵抗感染的能力。即使不同意這個定義,抵抗腐爛肯定也是定義了生命的能力。
人體的衞士是免疫系統,它是由各種白血球、抗體、酶、毒素等蛋白質組成的異常複雜、錯綜複雜、交織在一起的組合。免疫系統的關鍵在於它能夠區分哪些屬於身體的 “自我”,和哪些不屬於的 “非自我”。這種能力又取決於對形狀和形式語言的閲讀。
免疫系統的成分--白血球、酶、抗體和其他元素--在體內循環,滲透到各個地方。當它們與其他細胞、蛋白質或生物體發生碰撞時,它們會與物理標記和結構相互作用並讀取它們的信息,就像流感病毒在尋找、發現和鎖定細胞時一樣。任何帶有 “自我 “標記的東西,免疫系統都不會理會。
當系統正常工作時,它就會這樣做。狼瘡或多發性硬化症等 “自身免疫性疾病 “就是在免疫系統攻擊自身身體時形成的。) 但如果免疫系統感覺到一個 “非自身 “的標記--無論是外來的入侵者還是身體自身的細胞已經患病--它就會做出反應。事實上,它是會攻擊的。
免疫系統感覺到的、讀到的、然後與之結合的物理標記被稱為 “抗原”。這個詞指的是,非常簡單,任何刺激免疫系統做出反應的東西。
免疫系統的某些元素,如所謂的自然殺傷細胞,會攻擊任何帶有非自身標記的東西,任何外來抗原。這被稱為 “先天性 “或 “非特異性 “免疫,它作為第一道防線,在感染後幾小時內進行反擊。但免疫系統的大部分是更有針對性,更集中,更特異的。例如,抗體表面攜帶數千個受體,以識別和結合目標抗原。這數千個受體中的每一個都是相同的。因此,攜帶這些受體的抗體將只識別和結合例如攜帶該抗原的病毒。它們不會與任何其他入侵的生物體結合。
非特異性免疫反應和特異性免疫反應之間的一個環節是一種特殊而罕見的白血球,稱為樹突狀細胞。樹突狀細胞不分青紅皂白地攻擊細菌和病毒,吞噬它們,然後 “處理 “它們的抗原,並 “呈現 “這些抗原--實際上,它們把入侵的微生物剁成碎片,並像一面戰利品旗幟一樣展示抗原。
然後樹突狀細胞前往脾臟或淋巴結,在那裏集中了大量的其他白血球。在那裏,這些其他白細胞學會了識別抗原為外來入侵者,並開始產生大量的抗體和殺傷性白細胞的過程,這些白細胞將攻擊目標抗原和任何附着在抗原上的東西。
對外來抗原的識別也引發了一連串平行的事件,因為身體會釋放酶。其中一些酶會影響整個身體,例如,提高體温並引起發燒。其他的酶則直接攻擊並殺死目標。還有一些作為化學信使,召喚白血球到入侵區域或擴張毛細血管,使殺傷細胞可以在攻擊點退出血液。腫脹、發紅和發燒都是這些化學物質釋放的副作用。
所有這一切加在一起被稱為 “免疫反應”,一旦免疫系統被調動起來,它確實是強大的。但這一切都需要時間。拖延的時間會讓感染在體內立足,甚至以可以致人於死地的洶湧幹部前進。
在抗生素之前的日子裏,感染會在病原體和免疫系統之間展開一場殊死的競賽。有時,受害者會病入膏肓;然後,突然間,幾乎是奇蹟般地,高燒破滅,受害者康復。這種 “通過危機解決 “發生在免疫系統勉強獲勝的時候,當時免疫系統進行了大規模的成功反擊。
但一旦身體在感染中存活下來,就會獲得優勢。因為免疫系統是這樣一句話的縮影:沒有殺死你的東西會讓你變得更強大。
擊敗感染後,專門的白細胞(稱為 “記憶T細胞”)和與抗原結合的抗體會留在體內。如果任何攜帶相同抗原的入侵者再次攻擊,免疫系統的反應速度會比第一次快得多。當免疫系統的反應如此之快,以至於新的感染甚至不會引起症狀時,人們就會對疾病產生免疫力。
疫苗接種使人們接觸到一種抗原,並調動免疫系統對該疾病做出反應。在現代醫學中,有些疫苗只含有抗原,有些含有整個被殺死的病原體,有些含有活的但被削弱的病原體。如果有任何帶有該抗原的東西侵入人體,它們都會向免疫系統發出警報,讓身體立即作出反應。
同樣的過程自然也發生在流感病毒的身上。當人們從疾病中恢復後,他們的免疫系統會非常迅速地瞄準感染他們的病毒上的抗原。
但流感有辦法躲過免疫系統。
流感病毒的主要抗原是其表面突出的血凝素和神經氨酸酶。但在流感病毒所有變異的部分中,血凝素和神經氨酸酶變異最快。這使得免疫系統無法跟上步伐。
絕非所有病毒的抗原,甚至所有RNA病毒的抗原都會快速變異。麻疹是一種RNA病毒,其變異速度與流感大致相同。然而麻疹的抗原不會改變。病毒的其他部分會發生變化,但抗原保持不變。(最可能的原因是,麻疹病毒中被免疫系統識別為抗原的部分在病毒本身的功能中起着不可或缺的作用。如果它改變了形狀,病毒就無法生存)。) 所以一次接觸麻疹病毒通常就能獲得終身免疫力。
然而,血凝素和神經氨酸酶可以轉變為不同的形式,並仍然發揮作用。結果是:它們的突變使它們能夠躲避免疫系統,但不能消滅病毒。事實上,它們變異的速度非常快,即使在一次流行病中,血凝素和神經氨酸酶也經常發生變化。
有時突變引起的變化非常小,以至於免疫系統仍能識別它們,與它們結合,很容易克服同一病毒的第二次感染。
但有時突變會改變血凝素或神經氨酸酶的形狀,以至於免疫系統無法讀取它們。與舊形狀完美結合的抗體不能很好地適應新形狀。
這種現象經常發生,它有一個名字:“抗原漂移”。
當抗原漂移發生時,即使是免疫系統已經加載了與舊形狀結合的抗體的人,病毒也能立足。顯然,變化越大,免疫系統的反應效率越低。
概念化抗原漂移的一種方法是,想象一個足球運動員穿着白色褲子、綠色襯衫和印有綠色V字的白色頭盔的制服。免疫系統可以立即識別這套制服,並對其進行攻擊。如果制服稍有變化--例如,如果在白褲子上加了一條綠色條紋,而其他一切都保持不變--免疫系統將繼續識別病毒,幾乎沒有困難。但如果制服從綠襯衫和白褲子變成白襯衫配綠褲子,免疫系統可能就不容易識別病毒了。
抗原漂移會造成流行病。一項研究發現,在三十三年的時間裏,美國發生了19起離散的、可識別的流行病--超過每隔一年發生一次。每一次流行病在美國都造成了1萬到4萬的 “超額死亡”--超過了通常由疾病造成的死亡人數。因此,流感在美國造成的死亡人數比任何其他傳染病,包括艾滋病都要多。
公共衞生專家監測這種漂移,並每年調整流感疫苗,試圖跟上步伐。但他們永遠無法做到完美匹配,因為即使他們預測到了變異的方向,但流感病毒以變異羣的形式存在,這意味着總有一些病毒會有足夠的差異,從而躲過疫苗和免疫系統。
但是,儘管抗原漂移會很嚴重,儘管這種現象會造成致命的流感,但它不會造成大流行。它不會造成像1889-90年、1918-19年、1957年和1968年那樣在全球範圍內蔓延的流感風暴。
一般來説,只有當血凝素或神經氨酸酶,或兩者發生根本性變化時,才會形成大流行。當一種或兩種基因的全新編碼基因取代舊基因時,新抗原的形狀與舊抗原幾乎沒有相似之處。
這就是所謂的 “抗原轉移”。
再用足球服的比喻,抗原移位就相當於病毒從綠衫白褲變成了橙衫黑褲。
當抗原移位時,免疫系統根本無法識別抗原。世界上很少有人會有抗體可以抵禦這種新病毒,所以病毒會以爆炸性的速度在人羣中傳播。
血凝素以十五種已知的基本形狀出現,神經氨酸酶以九種形狀出現,它們以不同的組合與亞型出現。病毒學家用這些抗原來識別他們正在討論或調查的是什麼特定病毒。例如,“H1N1 “是1918年病毒的名稱,目前在豬身上發現。今天,一種 “H3N2 “病毒正在人們中間流傳。當通常感染鳥類的病毒直接或間接攻擊人類時,就會發生抗原轉移。1997年在香港,一種被確認為 “H5N1 “的流感病毒直接由雞傳播給人,使18人感染,6人死亡。
鳥類和人類有不同的唾液酸受體,因此與鳥類唾液酸受體結合的病毒通常不會與人類細胞結合,從而感染人類細胞。在香港,最有可能發生的是,十八個生病的人大量接觸了病毒。這些病毒羣,也就是準物種,很可能含有一種可以與人類受體結合的變異,而大量的暴露讓這種變異在受害者身上立足。然而這種病毒並沒有適應人類,所有得病的人都是直接從雞身上感染的。
但病毒可以適應人類。它可以直接進行,整個動物病毒跳到人類身上,通過簡單的變異進行適應。它也可以間接發生。因為流感病毒最後一個不同尋常的特性,使它特別善於從一個物種轉移到另一個物種。
流感病毒不僅變異迅速,而且它的基因組也是 “分段式 “的。這意味着它的基因並不像大多數生物體(包括大多數其他病毒)的基因那樣,沿着一條連續的核酸鏈排列。相反,流感基因是以不相連的RNA鏈攜帶的。因此,如果兩種不同的流感病毒感染了同一個細胞,它們的基因就有可能發生 “重組”。
重新組合是將一種病毒的部分基因和另一種病毒的部分基因混合在一起。這就像把兩副不同的牌洗在一起,然後用每副牌中的牌組成一副新牌。這就創造了一種全新的雜交病毒,增加了病毒從一個物種跳到另一個物種的機會。
如果香港雞流感感染了同時感染了人類流感病毒的人,這兩種病毒可能很容易就會重新排列它們的基因。它們可能會形成一種新的病毒,很容易在人與人之間傳播。而這種致命的病毒可能已經適應了人類。
病毒也可能通過中介間接適應。一些病毒學家理論上認為,豬提供了一個完美的 “混合碗”,因為豬細胞上的sialic-acid受體可以與禽類和人類病毒結合。每當禽類病毒與人類病毒同時感染豬時,兩種病毒就會發生重新組合。而一種全新的病毒就會出現,可以感染人。1918年,獸醫注意到豬和其他哺乳動物爆發了流感,今天的豬仍然會從1918年病毒的直接後裔那裏感染流感。但目前還不清楚是豬從人身上感染了這種疾病,還是人從豬身上感染了這種疾病。
而紐約西奈山醫學中心的彼得-帕萊塞博士是世界上研究流感病毒的頂尖專家之一,他認為混碗理論沒有必要解釋抗原轉變。“禽類和人類病毒的共同感染同樣有可能在人的肺部的一個細胞中產生病毒 沒有理由不在肺部發生混合,無論是豬還是人。在其他物種中沒有這些類型的ialic acid受體也不是絕對的。禽類受體與人的受體真的有那麼大的不同,這也不是絕對的,而且,只要改變一個氨基酸,病毒在另一個宿主中就可以走得更好。”*。
*2001年,澳大利亞科學家馬克-吉布斯提出了一個理論,即流感病毒也可以 “重新組合 “其基因。重組是指將一個基因的一部分與另一個基因的一部分結合起來。這就好比把兩副牌的所有牌都切成碎片,用膠帶隨機粘貼在一起,然後把前五十二張組合成一副新牌。重組已經在實驗室中得到了證明,但大多數病毒學家對吉布斯的假説持懷疑態度。
抗原轉移,這種與現有抗原的根本性差異,在現代交通允許人們快速移動之前,早就導致了重大的流行病。對於15世紀和16世紀的幾次大流行是否是流感,人們看法不一,儘管大多數醫學史家認為是,主要是因為其移動速度和患病人數。1510年,一場肺部疾病大流行從非洲傳來,“一下子襲來,肆虐整個歐洲,不漏一户,少一人”。1580年,另一場大流行從亞洲開始,然後蔓延到非洲、歐洲和美洲。它是如此兇猛,“在六個星期的時間裏,它幾乎折磨了歐洲所有的國家,其中幾乎沒有二十分之一的人沒有患病”,西班牙的一些城市 “幾乎完全被這種疾病剝奪了人口”。
不過,過去的其他流行病是流感,這一點是沒有爭議的。1688年,光榮革命那一年,流感襲擊了英格蘭、愛爾蘭和弗吉尼亞。在這些地方,“人們染上了……如同染上了瘟疫”。五年後,流感再次蔓延到歐洲各地:“所有的人的狀況都受到了攻擊
那些非常強壯和堅韌的人與弱小和被寵壞的人一樣被抓走,最小的和最年長的都被抓走”。1699年1月,在馬薩諸塞州,科頓-馬瑟寫道:“病症擴展到幾乎所有家庭。很少有人或沒有人逃脱,許多人染上了特別是在波士頓,有些人染上了奇怪或不尋常的方式,在一些家庭中,所有的人都一起生病,在一些城鎮中,所有的人幾乎都生病了,所以這是一個疾病的時間。”
十八世紀歐洲至少有三次,也可能有六次大流行,十九世紀至少有四次大流行。1847年和1848年在倫敦,死於流感的人比1832年霍亂大流行期間死於霍亂的人還多。而在1889年和1890年,一場世界性的大暴發--雖然在暴力程度上沒有任何東西甚至接近1918年--再次襲來。在二十世紀,有三次大流行病發生。每一次都是由抗原轉變引起的,是由血凝素或神經氨酸酶抗原,或兩者的根本變化引起的,或者是由其他一些基因或基因的變化引起的。
流感大流行一般會感染15%至40%的人羣,任何流感病毒感染這麼多人,並造成相當比例的人死亡,都將是超乎想象的噩夢。近年來,公共衞生部門至少兩次發現一種新的病毒感染人類,但成功地阻止了它適應人類。1997年的香港病毒,在18名感染者中,有6人死亡,為了防止病毒適應人,公共衞生當局讓當時香港的每一隻雞,120萬隻雞都被宰殺。(這個行動並沒有消滅這個H5N1病毒。它能在雞體內存活,2003年它又感染了兩個人,造成一人死亡。針對這種特殊病毒的疫苗已經研製出來了,雖然還沒有儲存起來)。)
2003年春天,荷蘭、比利時和德國的家禽養殖場出現了一種新的H7N7病毒,發生了更大的動物屠殺事件。這種病毒感染了八十三人,殺死了一人,而且還感染了豬。所以公共衞生部門殺了近三千萬只家禽和一些豬。
這種代價高昂的可怕的屠殺,是為了防止1918年發生的事情。這樣做是為了阻止這兩種流感病毒中的任何一種適應並殺死人類。
還有一點使流感不同尋常。當一種新的流感病毒出現時,它是高度競爭的,甚至是吃人的。它通常會將舊的類型趕入絕境。之所以會出現這種情況,是因為感染會刺激人體的免疫系統產生所有的防禦能力,以抵抗人體曾經接觸過的所有流感病毒。當老病毒試圖感染某人時,它們無法立足。它們停止複製。它們會死亡。因此,與其他已知的病毒不同的是,在任何時候,只有一種類型--一種羣或準物種的流感病毒占主導地位。這本身就有助於為新的大流行做好準備,因為時間越長,人們的免疫系統識別其他抗原的能力就越低。
不是所有的大流行都是致命的。抗原轉移保證了新的病毒會感染大量的人,但並不能保證它能殺死大量的人。二十世紀發生了三次大流行。
最近的一次新病毒襲擊是在1968年,當時H3N2 “香港流感 “在全球範圍內傳播,發病率很高,但死亡率很低--也就是説,它使許多人生病,但死亡的人很少。亞洲流感 “是一種H2N2病毒,出現在1957年;雖然與1918年完全不同,但這仍然是一場激烈的大流行。當然還有1918年的H1N1病毒,這種病毒創造了自己的殺戮場。