病毒和病毒组

我们与病毒之间的平衡

从海洋深处到山顶,地球上任何有生命的地方,都有病毒——包括我们自己的身体内。

你可能听说过人类微生物组,即是生活在我们身上和我们体内的细菌群落以及其他微生物。

“科学家预计,我们每个人体内或身上长存的细菌细胞数量大致与人类细胞一样多,”博物馆的无脊椎动物学部门的馆长Rob DeSalle说。

正如我们有一个微生物组一样,我们也有一个病毒组。数以万亿计的种类惊人的病毒称我们为“家”。

我们首先想到的病毒当然是那些会导致疾病的病毒。但疾病只是其中的一小部分。

无论科学家在观察我们体内或身体的哪个部位,他们都会发现病毒群落:在我们的血液和内脏,皮肤,口腔和肺部,神经系统和生殖系统中。这些病毒的表现因人而异。许多病毒是良性的或有益的。有些甚至无法感染我们自己的细胞。

病毒帮助塑造了我们的进化并使我们成为了我们自己。

鉴于人类微生物组中有大量细菌,我们的大多数病毒定殖体可能是噬菌体:这是一种依赖着细菌宿主,感染细菌宿主并在其中自我复制的病毒。有时噬菌体会杀死它们的宿主细菌,有时它们会将自己的DNA添加到宿主的DNA中,有时它们只是在旁游荡并等待合适的条件发挥作用。作为我们体内复杂微生物生态系统的一部分,我们病毒组中的噬菌体可能影响我们微生物组中细菌的平衡,进而影响我们的健康。

我们病毒组的其他重要成员,可以通过感染人类细胞从而更直接地影响我们。我们对其中一些病毒很了解,尤其是那些会导致疾病的病毒。其中一些病毒会使我们患上急性病,而另一些可能会感染我们的细胞却很长一段时间不会导致生病,甚至永远不会。但许多感染人类细胞的病毒似乎是仅是无害的乘客。其中一些已经陪伴了我们数千年甚至数百万年。他们的祖先感染了我们的祖先。随着我们的进化,它们也与我们一起进化。而且由于许多病毒可以将自己的遗传物质插入宿主的DNA中,因此病毒是我们历史中亲密而重要的一部分。

例如,哺乳动物需要一种被称为“合胞素”的蛋白质来构建功能正常的胎盘,从而滋养和保护正在发育的胚胎。合胞素的基因来自于1亿多年前感染了哺乳动物祖先的病毒。如果没有那个病毒,我们可能永远不会出生。

 一种类似负鼠的哺乳动物即将吃掉叶子上的昆虫的插图。
一位艺术家描绘的所有胎盘哺乳动物的假想祖先。携带合胞素基因的病毒可能对胎盘的发育至关重要。 
© C. Buell

每当我们遇到一种新的危险病毒时,我们的免疫系统就会立即识别病毒并保护我们,使用我们的祖先在数百万年的时间里与包括病毒在内的病原体交锋后发展起来的工具。疫苗的工作是提醒免疫系统注意某一特定病毒或其他病原体;提前警告可以起到很大的作用。无论好坏,病毒帮助我们进化,塑造了我们本身。

 

社区免疫倡议是在疾病控制和预防中心以及博物馆和图书馆服务研究所的资助下实现的。有关更多信息,请访问www.communitiesforimmunity.org

在纽约市健康与心理卫生局(New York Department of Health and Mental Hygiene,NYDHMH)的支持下制作。© 2021 City of New York 

Irma和Paul Milstein家族为COVID-19资源中心及其相关的教师专业发展计划提供了慷慨的支持。