编译 方陵生
Medicine
巨型病毒生命体型巨大，无处不在，听起来很可怕。但我们也不必因此对它们心生恐惧。这些病毒中的“巨人”似乎性情温和，甚至是地球生命演化中极其重要的一环。
1992年，研究人员在英格兰北部城市布拉德福德的水塔中发现了一种前所未见的神秘微生物，在显微镜下它们的样子十分怪异。多毛的、拥有20个侧面多面体的奇特形状，这些特征都表明它是一种病毒。但作为病毒来说，它的体型似乎确实太大了。研究人员对它进行仔细研究后发现，这种复杂的微生物完全不符合那些具有传染性病毒的特性。
然而，它确实是病毒。科学家将其命名为“拟菌病毒”，也叫“米米病毒”（mimivirus）。之后，更多令人惊讶的巨型病毒不断被发现，似乎无处不在，它们的世界比我们想象的更庞大和多元化。巨型病毒的基因似乎表明，它们可以被列为一种新的类型的生命形态。巨型病毒甚至还可能与我们能成为今天的人类有着一定的关系。法国巴黎巴斯德研究所分子生物学家帕特里克·福泰尔说：“如果我们想要理解进化和生命的起源，病毒是一个首先必须要考虑的因素。”
米米病毒通过外壳上的“星形门户”（结构如上图）释放内含物（下图）。
米米病毒示意图
一直以来，生物学家不愿承认病毒是一种生命形式，因为它们必须依赖于宿主才能生存。作为一种寄生体，病毒将它们的基因指令注入宿主细胞，“劫持”细胞的生物化学机制进行自我复制，继而进行繁殖。由于病毒这一特征，所以它的基因简单，如现发现人类免疫缺陷病毒（HIV）只有9个基因，但米米病毒却有惊人的1260个基因。
相对于细菌，病毒太渺小了。1892年，当时俄罗斯一位名叫德米特里·伊凡诺夫斯基的植物学家面对一种大肆毁坏烟草作物的不知名疾病百思不得其解。他将得病植株的汁液过滤处理后发现它仍然具有感染性。由于滤网的孔眼很小，可以过滤掉任何细菌，因此他得出结论认为，引起植物生病的一定是比细菌还要小得多的东西。这种比细菌还要小的致病体，后来被命名为病毒。
从那时起，在人们的眼里，病毒一定会比细菌小得多，它们很难用显微镜观察到。巨型病毒在很长时间里逃脱了人们的视线。米米病毒是在英国布拉德福德水塔中被发现的，当时附近一所医院里肺炎大爆发，研究人员在寻找感染源时候发现了它。当时没有人想到它是一种病毒，而认为它是一种被人们遗忘的未归类的细菌。
米米病毒与其他一些微生物的大小对比
1998年，法国科学家伯纳德·拉-斯科拉再次对米米病毒进行了研究。他之所以对它产生兴趣，是因为这种微生物没有任何核糖体，而核糖体是制造蛋白质的工厂，也是所有细胞生命的标志。但是不久之后，一些科学家发现，这种生物并不像细菌那样，而是通过分裂细胞繁殖的，因而终于有了确凿的证据表明它是一种病毒。
在接下来的时间里，以色列魏茨曼科学研究所的亚伯拉罕·明斯基开始对这种病毒进行了进一步的探究之后，又有了新的发现。其中一个发现就是它有一个五角星形的图案，就像是刻在病毒身上的“纹身”一样。明斯基说：“我们看到了这种令人叹为观止的五重结构，但我们不知道这到底是什么东西。”
原来这是由五个三角形结构拼接起来的门户接缝，通过这个门户在感染过程中让病毒粒子的内含物释放进入宿主。之前从没有人见过这样的东西，明斯基将它称之为“星形门户”。
明斯基对米米病毒创造的“病毒工厂”进行了仔细的研究。据知，好几种传统病毒都有这样一种集合体，它们在宿主的细胞内，就像一个加工厂一样，不断复制出大量子代病毒。但米米病毒与其他病毒都不一样，米米病毒工厂所用的“工厂员工”是宿主细胞本身的核糖体（用来生产蛋白质）和线粒体（提供能量）。另外，与已知的其他病毒工厂相比较，米米病毒的“制造工厂”规模要大得多，足以容纳成百上千的新病毒。明斯基说：“我们仍然不知道米米病毒是如何‘招募’宿主核糖体、线粒体为其服务的机制，但显然这是一个非常直接非常有效的机制。”
搞清楚巨型病毒的这种机制是一个非常迫切的任务，特别是它们几乎无处不在，到处都有它们的身影。法国病毒学让-米歇尔·克莱沃亚是确认米米病毒存在的研究小组成员之一，他说：“我怀疑像这样的巨型病毒还有很多，只是还未被发现而已。我们无法想象，巨型病毒究竟能长到多大。”从那时开始，他和妻子尚塔尔·阿博盖尔一直在寻找更多巨型病毒样本。
又有了新发现的是与克莱沃亚在同一个大学的研究人员迪迪尔·拉乌尔。拉乌尔一开始在一些最有可能发现巨型病毒的地方：更多的水塔中寻找。他的运气不错，在巴黎发现了一种比米米病毒个头还大的巨型病毒，他将其命名为“妈妈病毒”（mamavirus）。
但更引起轰动的是他们在“妈妈病毒”体内发现了噬病毒体Sputnik virophage，俄语中的意思是“旅伴”，这是首次发现一种病毒被另一种病毒感染。这一发现为病毒是活着的生命体这一说法提供了新的证据，因为显然，“妈妈病毒”也会“生病”。
2010年，拉乌尔发表了新的发现成果，他从河流、湖泊、泉水和水龙头等处一共发现了19种新病毒菌株。
潘多拉病毒假色图
被噬病毒体感染的巨型病毒以及噬病毒体结构示意图
自那以后，科学家开始发现越来越多的巨型病毒。2011年，克莱沃亚在智利近海发现了一种甚至更大的病毒，他将其命名为“巨型病毒”（megavirus）。在智利的一条河里和澳大利亚的一个池塘里，他和他的团队还从泥浆样本中发现了一种如今命名为“潘多拉病毒”的巨型病毒——一个病毒样本含有1500个基因，另一个病毒样本甚至含有2550个以上的基因。
之后又发现了更令人惊讶的病毒样本。在3万年前的冰芯样本中，克莱沃亚发现了一种颇为壮观的巨型病毒：阔口罐病毒（pithovirus）。这家伙足有1.5微米长，相当于一些普通细菌的长度。它还拥有一些奇怪的特征，如一端的膜上有小孔，小孔上还有“孔塞”盖住。
克莱沃亚说;“如今我们知道到处都有巨型病毒的身影，它们无处不在。我相信，我们甚至可以在我们家里的后院里找到它们。”它们甚至还会出现在我们的身体内（见链接“巨型病毒可能与一些人类疾病相关”）。
对于巨型病毒该划入哪种生命类型一直以来争议较大。
如今困扰生物学家的问题是：这些巨型病毒是从哪里来的？它们是否归属于现有的生命形态分类体系中？
地球生命体系可大致分为以下三种形式：真核生物（真核细胞）、细菌和古生菌。真核细胞是构成动物和植物类的细胞，真核细胞的DNA都被封装在一个细胞核中。细菌的细胞则要简单得多，它们没有细胞核。古生菌与细菌相类似，但它们的化学构成不一样。这基本的三大类被认为囊括了地球上所有的生命有机体。
奇怪的是，就巨型病毒的基因构成来看，它们似乎不归属于任何一类中。在已经发现的巨型病毒中，它们50%至90%的基因都是其他生物体中未发现过的。甚至不同种类的巨型病毒也很少有共享基因。这是怎么回事呢？
克莱沃亚的想法比较激进，他认为，巨型病毒是很久以前就已经灭绝了的生命形式遗留下来的，那是与如今的细胞完全不同的一种生命形式，因为巨型病毒是如此的与众不同。
克莱沃亚说：“米米病毒出现后，我们想说，我们可能需要定义第四种生命形态，但如今我们相信，不止是第四种，而是可能还有第五种、第六种、第七种生命形态。”
他的想法得到了一些人的支持。2012年，美国伊利诺伊大学的古斯塔沃·卡埃塔诺-阿诺尔斯创建了一个以蛋白质结构相类似为标准的病毒和细胞分类进化树，在这个进化树模型中，巨型病毒比任何其他生命形态都更古老，从而支持了克莱沃亚关于巨型病毒来自于古老灭绝种系的理论。
但还有许多人认为，也许并非如一些人所推测的，巨型病毒拥有独特的基因。他们认为，病毒的进化速度要比细胞更快，因此，在病毒身上发现某种没见过的基因，很可能只是我们所熟悉的基因发生了变异，让我们认不出来了而已，而不是存在某种未知生命形态的证据。美国国家生物技术信息中心进化基因学家尤金·科宁说：“没有迹象表明巨型病毒来自某种已经灭绝的未知细胞生命。”
但克莱沃亚始终坚持自己的观点，他说，如果病毒的遗传物质是DNA而非RNA，病毒进化速度并不比细胞快，就像巨型病毒那样。另外他的研究显示，巨型病毒基因的进化速度并非比宿主的基因进化更快。他还提出，病毒一旦采取了寄生的生存方式，它们的整个基因组应该变得更小，而不是变得更大，因为它们利用的是宿主的资源。他由此推断认为，巨型病毒要比我们所熟悉的体型较小的病毒更古老。
无论真相如何，显然的是，病毒有它们自己的生存之道。加拿大英属哥伦比亚大学的海洋病毒学家柯蒂斯·萨特尔说：“可以肯定的是，病毒的进化比地球上任何生物都更‘任性’。”一个例子是，研究发现米米病毒制造胶原蛋白的方式是独特的。在大多数哺乳动物中，胶原蛋白占了生物体总重量的约四分之一，从皮肤到腱鞘，都含有这种蛋白质。
病毒工厂：在隐形眼镜清洗液中发现的一只被米米病毒感染的阿米巴虫。
病毒有一个特点，就是对于它们创造的新的基因表现得很慷慨，它们会四处撒播其基因，对宿主的进化产生重要影响。至今为止，我们了解最多的是巨型病毒感染阿米巴变形虫事件。2014年，科学实验表明，巨型病毒的23个核心基因都可以在一些细胞生物体中找到，包括一种苔藓植物和一种叫做水螅的淡水生物。这是巨型病毒感染其他生物的直接证据。克莱沃亚说：“长期以来，我们一直认为病毒都是从宿主身上‘偷窃’基因。如今发现的事实正好相反，病毒常将它的基因传播给宿主。”
2013年，美国的一个研究团队研究发现，米米病毒的“病毒工厂”所利用的物质就是被感染阿米巴虫的细胞核中的物质，它们甚至连大小都是一致的。虽然这算不上最有力的证据，但一些人认为，至少这显示了生命演化过程的一个环节。科学家认为，大DNA病毒通过传播许多新的基因，在真核生命产生中可能起着非常重要的作用。很可能现代真核细胞的祖先学会了如何通过病毒制造出一个细胞核来，最终世界上才有了真核细胞。
这个过程对于像我们这样的生命形态的进化有着重要的意义。几十年来，科学家一直在考虑，我们细胞体内是否有一种从没有离开的病毒。尽管这只是一种猜测，如今巨型病毒的发现证明了这种猜测可能存在。
关于巨型病毒，接下来还会有多少真相等待着我们去发现，谁也说不准。对于巨型病毒的研究工作，迄今主要集中在阿米巴虫身上，部分原因是因为它们是至今为止可以在实验室里直接进行培养和研究的病毒宿主。事实上，病毒的潜在宿主还有很多。巨型病毒有着艰巨而令人期待的研究前景，我们不知道下一个发现的病毒会给我们带来什么样的惊喜。
通过对巨型病毒研究发现，改变了一些科学家对于生命的思考。越来越清楚的是，生命体与病毒之间存在着的是一条模糊不清的界限。他们认为，我们不能再说，病毒是没有生命的，只有细胞才是活着的有生命的。
巨型病毒可能与一些人类疾病相关
我们周围可能存在着许多巨型病毒。有证据表明，在我们的体内和我们的周围环境中都有巨型病毒的存在，在人类的血液中，甚至在隐形眼镜盒里，都发现过它们的身影。另外，多项研究表明，巨型病毒与肺炎等疾病相关。那么，巨型病毒对于我们人类会是一种巨大的威胁吗？
至今为止，我们还没有听到科学家发出关于巨型病毒的重大警告。但研究表明，有一种巨型病毒可以进入巨噬细胞中。对肺炎患者的研究表明，一小部分患者体内产生了对抗这种病毒的抗体。
因此，一些人认为，巨型病毒在人类疾病中起着重要作用，但我们仍然不清楚的是，真相究竟是否如此？病毒在人体疾病中又究竟起着什么样的作用？
联系客服
