人类与疾病共生之路
亚历山大·弗莱明在工作。
摇曳烛光
工业化和过度拥挤的19世纪城市，是伤寒、肺结核以及越来越多的霍乱等疾病细菌的避难所。正是在1854年研究霍乱暴发的时候，伦敦医生约翰·斯诺(John Snow，1813-1858)发表了关于疾病传播的开创性著作，他的想法和观察，包括创新的疾病地图，发表在他的书《霍乱的传播模式》(1855)。后来，在20世纪30年代，斯诺的著作被重新出版，成为流行病学的经典著作，他的著作获得了持久的认可。
尽管有所改善，但1900年英国的婴儿死亡率实际上高于1800年。白喉、麻疹、百日咳都对贫穷和营养不良的儿童造成了致命的伤害。幸运的是，不断增长的国家干预和更广泛的生物医学研究成果扭转了这一趋势。细菌学理论把研究重点放在新发现的疾病病原体上，结果发现了新疫苗和“魔弹”抗菌药物，它们彻底改变了治疗方法，其最大成就是在第二次世界大战期间(1939-1945)青霉素的发现与生产。1928年，苏格兰细菌学家亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming，1881-1955)无意中分离出青霉素，并发现它能够杀死许多感染人类的常见细菌。20世纪30年代末，澳大利亚病理学家霍华德·弗洛里和英国生物化学家恩斯特·鲍里斯·钱恩分离并纯化了青霉素。到1941年，一种可注射的青霉素被用于治疗。
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今天对人类具有危害的疾病仍然很多。虽然天花已被根除，但疟疾等古老疾病仍夺去了数百万人的生命。尽管艾滋病在西方造成恐惧和死亡，但它的据点主要是世界上的穷人。由于获得卫生教育规划和昂贵的西药的机会有限，它现在主要是一种贫穷病。富裕国家的资源越来越多地集中在个人的疾病上，针对癌症、心脏和循环系统疾病、呼吸系统和神经系统疾病、基因和遗传缺陷、富裕的疾病以及越来越多的老年疾病。
当今人类经常遭受“病毒”的骚扰，但是这种骚扰远非其他各种细菌对人类的影响。至今无人知晓病毒是何时出现的，也没有人知道它们从何而来，尽管生物学家已经积累了大量的关于当今病毒如何进化的知识。在探索大多数生物的进化史时，科学家可以查看化石记录和类似的历史证据。然而，病毒不会变成化石，因此研究人员只能通过研究今天的病毒是如何进化的，以及利用生化和遗传信息来创建推测性的病毒的进化史。
现代病毒被认为是由核酸片段组成的“马赛克”，这些核酸片段是在它们各自的进化路径上从不同来源获得的。病毒是不属于任何王国的无细胞寄生实体。与大多数生物体不同，病毒不是细胞，不能分裂。相反，它们感染宿主细胞，利用宿主的复制过程产生相同的后代病毒颗粒。病毒感染各种生物，如细菌、植物和动物。它们存在于一个生物和一个非生命实体之间。病毒的复制完全依赖于宿主细胞。它们不进行代谢或生长，而是以成熟的形式进行组装。
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虽然大多数科学家都同意病毒没有一个共同的祖先的假设，但学者们还没有找到一个关于病毒起源的单一假设，也就是说，在该领域还没有完全被接受的、能够解释病毒及其特征的唯一解释。然而，目前有三种假设得到多数学者的认可：1.退化或倒退假设。这一假说提出病毒是由自由活细胞转变而来，以此来解释病毒的起源。然而，这个过程如何发生的，迄今仍然是一个谜。2.逃逸或进化假设。这一假说解释了携带RNA或DNA基因组的病毒，并认为病毒起源于从宿主细胞中逃逸出来的RNA和DNA分子。然而，这一假说并不能解释病毒粒子上复杂的衣壳和其他结构。3.自我复制假说。这一假说假设了一个类似于其他自我复制分子的自我复制系统，可能会随着它们作为宿主的细胞一起进化，科学家对一些植物病原体的研究支持了这一假设。
研究病毒起源和进化的另一个问题是它们的高突变率，特别是像HIV/AIDS这样的RNA逆转录病毒。
随着技术的进步，科学家们将发展和完善进一步的假设来解释病毒的起源——或者创造新的假设。新兴的病毒分子系统学试图通过比较序列遗传物质来做到这一点。这些研究人员希望有一天能更好地了解病毒的起源，这一发现可能会导致对病毒所产生的疾病的治疗取得进展。 (下)
(作者系中国科学院大学教授、国际科学素养促进中心研究员), http://www.100md.com(李大光)