新冠病毒、SARS等病毒的源头究竟在哪儿，为什么科学家要找它们？

最近，我们每天最关心的，就是关于新冠病毒的消息。

从2019年12月底到目前，不到2个月时间，新冠病毒便扩散至全球20多个国家。

国内累计确诊人数和死亡人数不断增加。根据数据显示，截至2月19日13:53，全国累计74280人确诊、2009人死亡。

而在其他国家，能造成疾病或有死亡风险的埃博拉病毒、流感病毒和寨卡病毒等病毒也牢牢吸引人们的注意力。

那么，这些病毒最初是从哪里来的？

一、SARS和新冠病毒的源头在哪儿？

先从离我们最近、给我们带来重大损失和伤害的SARS以及新冠病毒说起。

○来自蝙蝠身上的SARS病毒

本世纪初，发生了一起严重的传染病事件——非典型肺炎，简称非典。这是一种严重急性呼吸综合征，英文简称为SARS。

2002年末，SARS病毒在广东首发，后短短5个月扩散至全球27个国家和地区，造成8000人感染、近800人死亡。

尽管这么多年来，SARS没有卷土重来，但科学家们一直在寻找SARS的病原。

他们认为，果子狸只是SARS病毒的中间宿主。那么它的自然宿主到底是什么，也就是说它的源头到底来自哪儿？

经过中国科学院武汉病毒研究所研究员石正丽老师团队13年的追踪，他们证明了“SARS病毒是经过几个蝙蝠SARS样冠状病毒重组而来的”。

图源：Ksiaek et al., 2003

这一发现于藏身在云南山洞的蝙蝠身上的病毒，在某种机缘下到了果子狸身上，又从果子狸身上到了人身上。

○新冠病毒的源头至今是迷

至于比SARS病毒传染性更强的新冠病毒，它的源头又来自哪里？目前还没有结论。

不过，多项研究结果表明，新冠病毒在已知的冠状病毒的“家谱树”上，与此前在蝙蝠身上发现的冠状病毒最接近。

扫描电子显微下，细胞（红色、蓝色）上培养出的新冠病毒（黄色）。图源：美国国立卫生研究院下属国家过敏症与传染病研究所(NIAID)

科学家们判断，蝙蝠最有可能是新冠病毒的自然宿主。

之前丁香医生指出，其可能是菊头蝠，后来又说可能是中国马蹄蝠，但到底是哪种蝙蝠？以及自然宿主究竟是不是蝙蝠？还有待更多的研究去验证。

此外，许多科学家认为，在蝙蝠和人体感染者之间，还存在“中间宿主”。但中间宿主究竟是哪种动物，目前仍是一个谜。

透射电子显微镜下的新冠病毒，表面有皇冠状的突起。图源：美国国立卫生研究院下属的国家过敏症与传染病研究所(NIAID)

2月15日，我国科技部介绍，研究初步排除新型冠状病毒来源于家禽家畜。

另外，有说法称穿山甲可能是新冠病毒的中间宿主之一。

是否真的如此，这些都需要进一步的调查和研究。

看到这里，我们思考个问题。SARS病毒、新冠病毒，以及世界上其他的病毒，它们最初的起源是什么？难道一开始就在野生动物身上？

答案没有这么简单。

二、进化而来的病毒

病毒由遗传物质DNA或RNA和包裹在遗传物质外的蛋白质外壳组成，通常需要借助活细胞来进行生存和繁殖。（至于这里为什么加上“通常”二字，后面会讲到。）

这些DNA和RNA序列可能会随着时间的推移而改变，从而形成有利于病毒存活的遗传密码。

科学家们可以通过观察这些基因序列，来估计不同病毒之间的关系以及它们是如何进化的。

种种研究表明，病毒并没有单一的起源。也就是说，它们并非都是由一种病毒发展而来，病毒们通过改变，并进化成我们今天所知道的所有病毒；当然可能还有目前我们没有发现的。

不过科学家们几乎可以肯定的是，在不同时间，病毒们有独立的起源。

古病毒在人类身上进化的时间线。图源：Wikipedia

当从进化的角度来考虑病毒起源时，科学家们作了一个假设：每种病毒都与其宿主共同进化。例如，会感染人类的疱疹病毒会随着时间的推移而进化、适应，以继续保持感染人类细胞的能力。

如果我们认为地球上所有的生命形式都起源于海洋，那么病毒可能是在海洋中与宿主一起进化的。

随着这些生物迁移到陆地并进化，病毒也随之进化并获得了感染陆地生物的能力。

2018年，科学家们发现一些病毒可能已经有数百万年的历史，并且这些病毒自从第一脊椎动物存在以来就一直存在。

但是，这并不能解释所有病毒的起源。

三、从冻土中“逃”出来的病毒

如果古老的病毒像恐龙那样也留下了化石记录，那么对病毒的探测和起源的研究会容易得多。

但遗憾的是，目前并没有发现这种记录。

另外，也从未在植物叶子化石或困在琥珀中的昆虫中发现病毒基因物质。

于是，科学家们便把目标转移到动物尸体组织和土壤上，看它们中是否存在病毒的遗传物质，也就是说是否存在病毒的DNA或RNA分子。

经过研究，法国科学家在西伯利亚的永久冻土中发现了古老的病毒Pithovirus sibericum。

2014年，法国科学家从西伯利亚永久冻土中复活3万年前巨型病毒。图源： Julia Bartoli & Chantal Abergel

还好，它只感染阿米巴虫。但是，科学家们推测，随着全球变暖，冻结了成千上万年的冻土和冰层会继续融化，大量远古病毒将回归，这将对人类健康构成潜在威胁。

但目前由于技术等条件的限制，并不能确定这些病毒一开始就存在于冻土之中。

四、两种理论，一个假说

对于病毒的起源，病毒界和科学界一直在不断探索。

○病毒由质粒发展而来

有一种理论是：病毒由质粒发展而来，这种较小的DNA分子，可以自我复制并在细胞之间移动，将遗传信息从一个有机体传递到另一个有机体。比如，一些质粒携带了导致抗生素耐药性的基因。

根据这一理论，质粒从细胞中“逃逸”出来，并以某种方式进化，然后进入另一个细胞形成病毒。

○由更复杂的自由生命有机体进化而来

另一种理论认为，病毒可能是由更复杂的自由生命有机体（如细菌或细胞）进化而来的。

有研究表明，一种名为ARC的蛋白质对人类的记忆很重要，它可以形成病毒样颗粒，并在细胞间传递RNA；类似的古蛋白质也可能从一个有机体进化到另一个有机体。

ARC是一种对认知和记忆很重要的蛋白质，其外观和行为都像病毒

2018年，巴西科学家在巴西碱湖发现了一种巨型病毒Tupanvirus。像碱湖这样的湖泊盐碱度很高，它们极端的水环境可能跟数十亿年前地球上的水环境一样。

虽然目前看来Tupanvirus只会感染变形虫，对人类没有威胁，但对它的发现可谓颠覆了人类对病毒的认知。

Tupanvirus具有高度复杂的基因组，其DNA大约拥有150万个碱基对，足够多的蛋白质编码基因能够制造出多达1425种蛋白质。它堪称迄今为止病毒界最厉害的蛋白质制造机器。

巨型病毒Tupanvirus

另外，与其他目前所发现的病毒不同的是，这一巨型病毒或许可以不依赖于它所感染的细胞，而进行自我复制、自我生存。

看到这里，想必你已经明白，上文中用“通常”的原因了。显然，对于病毒的研究和认识，人类还有许多工作要做。

而这一研究发现，也让我们对病毒的起源有了进一步了解。

○先有病毒？还是先有细胞？

以上两种理论都假定细胞先于病毒出现，病毒再依附细胞进化。

但科学家们对病毒和细胞先后出现顺序的疑惑，就如同对我们对“先有鸡还是先有蛋”的好奇一样。

这不，有一个假说认为，病毒出现在细胞之前。

在有文字记录以前的世界，病毒可能作为自我维持的实体存在，它可能会复制自己的遗传物质。

随着时间的推移，这些古老的病毒可能已经形成复杂的、有组织的结构，最终进化成细胞样的实体。

不过，目前这些只是理论。我们现在拥有的技术和资源无法检验这些理论，也无法对病毒的起源给出最合理的解释。

至于到火星等其他行星上分离或鉴定原始形式的病毒，在目前看来是不可能的。

而近年来一些新病毒的发现，如Tupanvirus或有3万年历史的巨型DNA病毒Pithovirus，可能让我们离解开病毒起源之谜团的这一天更近一步。

五、为什么要寻找病毒的起源？

此时，你或许有疑惑，研究出能治疗病毒带来的疾病的药就好了，寻找病毒起源的目的或意义是什么？

虽然SARS病毒这么多年没有再现，但科学家们仍翻山越岭花了十几年去探究它的源头

中国科学院武汉病毒研究所研究员石正丽老师对此表示，只有弄明白了源头，“才能真正地从源头上控制SARS的再度爆发。”

同样的，美国疾病生态学家彼得 · 达萨克（Peter Daszak）达认为，找出引发武汉肺炎疫情爆发的原因之所以重要，是因为“如果我们找不到病源，它可能在某个农场再带来一场肆虐的传染病，即使这场疫情胜利了，下次（它）再卷土重来时会变得更加难以阻止。这一切的真正起源究竟是什么，我们仍不清楚。”

当然寻找病毒起源并不只是为了防止病毒造成的传染病再次爆发，同时也是为了防止一些新的、能传染人的病毒传到人的身上从而引发疾病或带来死亡。

总之，就是为了让人与病毒“和谐相处”。

目前，全球科学家正合力溯源新冠病毒。相信在他们以及社会各界的努力下，我们能早日取得疫情之战的胜利。

参考资料：

1. Where Did Viruses Come From? PBS Eons.

2. Viruses can cause global pandemics, but where did the first virus come from?

3. These Viruses Found in Brazil Are So Huge They're Challenging What We Think a 'Virus' Is, Sciencealert.

4. 这些野生动物的病毒怎么就到了人类社会？|石正丽一席第600位讲者

5. 全球科学家合力溯源新冠病毒，提出多种疫情最初起源可能性. 澎湃新闻

6. 科技部：初步排除新冠病毒来源家禽家畜，蝙蝠最有可能是宿主

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