张树义学术成就

人、动物、病毒，当如何相处？
（中国科学院动物研究所动物生态与保护生物学研究中心 张树义）

　　新年伊始，SARS还没有完全退出舞台，禽流感便接踵而至了，而且大有愈演愈烈之势。世界卫生组织发出警告：禽流感对人类造成的潜在威胁可能要远远大于SARS。

　　众所周知，最近在亚洲爆发的禽流感，是由禽流感病毒A（H₅N₁）引起的。最早的禽流感记录在1878年，意大利发生鸡群大量死亡，当时被称为鸡瘟。到1955年，科学家证实其致病病毒为甲型流感病毒。此后，这种疾病更名为禽流感。禽流感被发现100多年来，人类并没有掌握有效的预防和治疗方法，仅能以消毒、隔离、大量宰杀禽畜的方法防止其蔓延。迄今为止，人们普遍认为野鸭等候鸟是禽流感病毒的天然载体。候鸟迁徙过程中将禽流感病毒从一地携带到另一地，然后通过粪便、水池等传播到栖息地附近的家禽养殖场。所以候鸟栖息地附近一般都不适宜建家禽养殖场。

　　问题的严重性在于，H₅N₁病毒株可以快速突变，并且能从其它种类流感病毒株中获得基因。一旦发生H₅N₁病毒在人群中交叉感染，病毒遗传物质发生变异从而更适合感染人类，就有引发大规模流感疫情的危险。对于H₅N₁及其变异病毒导致的甲型流感，目前还没有任何特效药或疫苗。20世纪里，流感病毒爆发过三次，第一次是1918～1919年的西班牙流感A（H₁N₁），这是已知的引起流感死亡人数最多的一次。全世界有两千万到五千万人死亡，其中近一半死亡病例是年轻人和身体健康的成人。第二次是1957～1958年的亚洲流感A（H₂N₂），仅在美国就引起七万人死亡。第三次是1968～1969年的香港流感A（H₃N₂），在美国引起三万四千人死亡。多数流感专家认为，1997年可能是香港迅速屠杀所有的鸟类才避免了流感大流行，而再次流感爆发流行是不可避免的，并可能于近期出现。今年的禽流感迄今为止造成多人、尤其是儿童死亡，似乎露出了不祥之兆。

　　回顾过去的一年，留给全人类印象最深的一个词恐怕莫过于SARS了。它导致8000多人感染，其中800多人死亡。给全球造成的经济损失为590亿美元，其中中国和香港的经济损失近300亿美元。现在，SARS的面纱已经基本被揭开：果子狸很可能是宿主或者载体。2003年，很多人还知道了另一个名词：猴痘。6月初，美国境内数个州出现猴痘病毒引起的人类猴痘爆发，猴痘病毒主要由4月9日从非洲加纳进口的一批啮齿动物带入美国。调查人员在其中1只冈比亚大鼠、3只榛睡鼠和2只条纹松鼠体内检测到猴痘病毒。猴痘病毒后来传染给宠物店的草原土拨鼠，后者使人受到感染。猴痘病毒是天花病毒的近亲，可以引起罕见的、散发的、天花样的动物源性疾病，主要存在于中非和西非的热带雨林地区。该病毒于1958年首次在丹麦哥本哈根一实验室绿猴中发现，可引起实验用灵长类动物发病，因而得名为猴痘病毒。所以，尽管此次猴痘没有造成死亡，但它的出现引起了美国卫生部门和科学家们的极大关注，原因之一就是担心该病毒可能从此在北美的野生动物中长期立足，甚至取代早已消灭的天花病毒而填补已出现的生态链缺口。

　　2003年，与SARS、猴痘比肩接踵让美国人担心的还有西尼罗河病毒。西尼罗河病毒于上个世纪九十年代传入美国；2002年便造成4156人感染和248人死亡；2003年夏天，该病毒在美国再次爆发。研究表明，候鸟的迁徙是造成病毒传播的重要原因。西尼罗河病毒的最大特点是善变，通常的虫媒病毒只有几种携带者，而这种病毒则是例外，它至少能寄居于36种蚊子——是目前发现的宿主最多的虫媒病毒。西尼罗河病毒最早发现于1937年，因其发现地是乌干达的西尼罗河地区而得名。此后，西尼罗河病毒只在非洲、中东、东欧及亚洲等地造成过零星的感染。除了人以外，它还可以感染多种鸟类、兽类甚至是鳄鱼。由此可见，如果这种病毒泛滥，那将同样是鸟类和其他野生动物的灾难。

　　2003年，频繁出现的还有一个令人毛骨悚然的名字——埃博拉。刚果共和国北部边远地区又遭到埃博拉病毒袭击，造成100多人死亡，同时还导致一个自然保护区2/3的大猩猩丧命。这次爆发可能是当地居民食用了被感染的猴子肉引起的。埃博拉是一种传染性极强的病毒，能造成高达90%的被感染者死亡。最近刚刚发表在Science的一篇文章揭示，埃博拉病毒很可能有蝙蝠、大鼠等多个自然宿主。如果事实如此，这将给埃博拉传染病的控制带来更大的难度。1976年，埃博拉病毒首次出现在非洲的刚果民主共和国，其名字源于刚果境内的一条河流。埃博拉病毒首度爆发就显现出巨大的杀伤力，夺走了270条性命，不过当时没有人知道这究竟是何种病毒。此后，这种神秘的病毒先后出现在加蓬、苏丹、象牙海岸，甚至英国。埃博拉病毒的症状十分恐怖。感染者发高烧，肌肉疼痛无比，体内的心、肝、脏等内部器官开始糜烂，最后患者眼睛、嘴、鼻子和肛门大量出血，全身皮肤毛孔浸满污血而死。它几乎成了一个神话世界里的魔鬼！

　　2003年，大家自然还不会忘记最初来自于猴子或猩猩的艾滋病——造成300万人死亡；由蚊子传播的登革热，造成2.4万人死亡，其中大部分是儿童；还有来自于形形色色野生或家养动物的黄热病、狂犬病、炭疽、甲肝、口蹄疫、疯牛病、乙脑，等等。人们不禁要问，这个世界怎么了？人、动物、病毒，如何才能相安无事？

“新”病毒为何不断爆发

　　毋庸置疑，“新”的病毒性疾病最近一些年来出现的频率似乎越来越高，其原因包括病毒本身的变异、生态环境的变化、以及人类活动等因素。但需要说明的是，所谓的“新”对于绝大多数病毒来说只不过是刚刚发现而已，并非是真正新生的病毒。

病毒基因组的变异

　　病毒基因组的变异能导致其表型发生一些改变，其中宿主范围的改变能使本来不感染人的病毒对人具有致病性。毒力的提高能使本来不致病的病毒具有致病性，而抗原性的改变使得病毒能感染已对原始病毒产生免疫反应的群体。由于新的群体没有针对已经改变了的病毒的免疫背景，因而容易发生大规模的流行。病毒基因组的变异包括病毒复制过程中高频率的基本突变和重组，某些病毒还能整合到宿主细胞的染色体中。中国学者最近刚刚在Science上发表的关于SARS分子流行病学的研究就揭示，SARS病毒在流行过程中的确发生了重要的突变。

生态环境的改变

　　一些新出现的病毒其实在一些动物宿主中早已存在，艾滋病病毒、埃博拉病毒、黄热病毒首先只是存在于猴子中；汉坦病毒只是存在于啮齿动物中，它们只有偶然的机会才能感染人。但是，一旦环境条件改变就可能流行。例如，人类进入如热带雨林等新的动物栖息地后暴露在新的病毒病原体面前，使得病毒能很快从动物宿主传播给人。经典的例子就是在修建巴拿马运河时发生的丛林热，这是由于敏感人群进入热带雨林砍伐时接触黄热病毒的传播媒介而引起的。尼巴病毒原本存在于果蝠身上，而果蝠分布于原始的热带雨林；由于人类不断砍伐热带雨林，使得果蝠失去了栖息地，它们才飞到人类生存的地方。果蝠吃水果，将病毒沾到水果上；吃剩的水果掉到猪圈里，被猪吃了；猪发病，随后又传给人。伊蚊本来生活在海拔1000米以下地区，但由于气温升高，在南美一些国家的海拔2000米地区也出现了伊蚊，从而扩大了登革热的流行范围。

人类活动的影响

　　人类活动一方面能影响生态环境，导致新病毒性疾病的流行，而另一方面活动的本身也有助于病毒的流行。全球旅游业、交通运输业的发展使得病毒的传播更为广泛、迅速。如来自于非洲的猪瘟病毒通过猪的长途运输很快在葡萄牙，西班牙流行。艾滋病之类通过性传播、血液传播的病毒性疾病正由于人的社会活动而得以大规模流行。

人口密度和饲养家禽、畜的方式也在起作用

　　众所周知，种群生态学中一个最基本的规则就是当生物的密度太大时，各种内、外界的因素会起作用而使种群密度降下来。内部因素包括动物的繁殖能力下降、抵抗力下降，进化甚至导致旅鼠采取投海自杀的方式降低种群数量。外部因素则是病毒和细菌等发挥作用。所以，人口数量的急剧增长给病毒的泛滥提供了生态学的理由。同时，家禽、畜病毒的爆发道理也是一样。我们可能都见过这样的画面：现代化养鸡已经工业化了，鸡在笼子里一个挨一个，看上去似乎连调转身体都很难。想一想，如果我们人类生活在这样的环境中，感觉会是怎样？ 病毒基因组的变异存在着偶然性和未知数，世界一体化成为一个地球村是无法避免的。所以，人类真正能够和应该付出努力的是协调好自身与环境之间，尤其是人与动物之间的关系。

生态平衡，人类才能太平

　　众所周知，地球的历史约为45亿年。在迄今约38亿年前，地球上开始出现生命；大约4亿年前，出现了甲胄鱼类，这是最早的脊椎动物；大约3亿5千万年前，脊椎动物开始登陆，出现了原始的两栖类；大约3亿年前，从两栖类动物的一支进化成爬行类；大约2亿年前，从爬行类分化出哺乳类和鸟类；大约7千万年前，哺乳动物中分化出一支灵长类；在迄今1~2千万年前，从古代猴类中分化出一支向人的方向发展；大约4百多万年前，出现了人类祖先。

　　病毒从何而来？这是生物进化问题上一个至关重要而又悬而未决的问题。但这是一个极其困难的研究工作，因为没有病毒化石，这迫使科学家们只能从病毒与细胞的相互关系方面寻找线索。目前对病毒的起源有三种假说。第一种假说：病毒是地球上生物进化过程中最为原始的生命物质，它产生于化学进化之后，因此它既有化学大分子属性，又具有生物的部分特征。第二种假说：病毒是高级微生物的退行性生命物质，即微生物在其生存过程中可能会丢失部分基因，这部分基因丧失了独立的自我繁殖能力，只能在重新进入微生物细胞中找到相应的位置才能具有活力，久而久之便退化为病毒。第三种假说：病毒来源于正常细胞的核酸，因偶然途径从细胞内脱离出来进而演变为病毒。

　　总之，不管起源如何，人、动物、病毒都是自然界长期进化形成的生命形式；从生命的本质来讲，没有好坏之分。而且，在自然的长期进化过程中，物种之间不是彼此孤立的，而是相互作用。正是由于这些相互作用，使我们今天看到的自然界不仅是一个个彼此独立的物种，而且是植物间的相生相克，动物间的食物链关系，一种生命依附于另一种生命等诸多行为和现象。可以说，要想真正了解一个物种，研究该物种与其周围物种间的相互作用和研究这一物种自身的生命史同等重要。病毒与宿主之间的关系也是一样。在漫长的进化过程中，它们曾经“试探”了各类宿主。如果对方的“抗性”太强，它们便无法寄生；如果对方的“抗性”太弱，便会被“斩尽杀绝”，导致宿主物种消逝。就在这漫长而又不断“磨合”的过程中，病毒与宿主之间形成了稳定的协同进化关系：病毒寄生在宿主体内并且一代代传递下来，宿主不出现明显的疾病状态，同时还能控制病毒不出现大爆发。然而，如果一个新的物种接触到陌生的病毒，因为没有抗体便会发生疾病，也因为无法控制病毒的大量繁衍而使得病毒大爆发，灾难也就出现了。其实，自然界中包括外来物种入侵等生态灾难道理都是如此。

主动权，掌握在人类手中

　　由此可见，如果人类要想从传染病的忧患困境中解脱出来，不仅要靠发展公共卫生和医药科技，更重要的还在于摒弃以征服者的姿态对待自然的态度，要尊重自然规律。具体地讲，至少有以下的努力可以做：

　　控制人口数量，过有节制的生活 全球人口数量早已经超过60亿大关，而且仍在攀升。人口数量越多，需要的生存范围就越大，留给大自然和野生动物的空间就自然小了。于是，人与野生动物的冲突大了，病毒从动物传给人的机会也大了。同时，人类应该控制自己无休止的欲望，包括生活方式。生态学中有一个物质或能量转换十分之一原则。具体来说，如果我们直接吃植物性食品而不是动物性食品，对于地球的初级生产力或者可以承载力来说，便会大致提高90%的利用率。由此，便会腾出更多的空间给森林植被和野生动物。当然，不砍伐森林，控制工业化的发展速度等等，是更重要的。

　　不盲目驯化野生动物 我们早已知道，我们熟知的很多病毒都是在人类发展史上驯养动物时传播而来的。例如，流感病毒原本在禽鸟和猪之间传播，人类驯养它们后，病毒交叉感染，形成变种的新病毒，传染给人类。麻疹、肺结核、天花，直至今天的疯牛病，都源自于牛。狂犬病来自狗，也早已是不争的事实。由此可见，人类不能盲目地驯化野生动物。尤其是科学发展到了今天，对野生动物驯化一定要建立在长期研究的基础上，不能贸然行事。

　　不滥吃陆生野生动物 研究早已证实，陆生野生动物，尤其是鸟类和兽类，与人类有很多种共患病毒，食野味可能将形形色色的病毒从野生动物传给人类。一些人工饲养的猕猴携带B病毒，挠一下就有可能致人感染，而生吃猴脑感染的几率更大。被吃出来的病毒最著名的就是埃博拉，这种恶性传染病在刚果多次爆发与当地居民食用野生动物、特别是灵长类动物有关。还有最新的观点认为，艾滋病也可能是人类吃出来的：大约75年前，非洲猎人在屠宰猿猴作为肉类食品时不慎割破自己的身体，病毒乘虚而入，最终变异成为“21世纪瘟疫”的祸首。

　　不过度亲近野生动物 人类的数量庞大，不同人的喜好也不一样：有人把野生动物当猪肉，也有人把它们视为宠物。然而，凡事过犹不及，美国猴天花的爆发给宠物爱好者上了一课。此前，猴痘病毒传染给人的病例主要出现在中非和西非的热带雨林地区。猴天花的爆发应该很好地促使人们反思豢养野生动物的癖好：饲养野生动物会使形形色色的病毒跑到人类社会中。同样，热爱野生动物的人们即便在野外也不要对野生动物、尤其是长距离迁徙的野生动物过于亲近和发生直接的接触，因为它们往往携带不同地区的病毒。

　以人道的方式饲养家禽、畜 疯牛病是脑神经性疾病，破坏牛脑和骨髓，使脑组织产　生许多海绵状穿孔。事实上，早在疯牛病爆发前几年，英国曾在羊群中发现一种称为“痒病”的羊脑病，人们把死后的病羊加工成蛋白饲料添加剂用来喂牛，致使牛群发病；而病牛的尸体经过加工后又进入了牛的食物链。而疯牛病继而导致人类致死的克雅氏病。众所周知，牛是典型的食草动物，却被饲以病羊甚至病牛的尸体加工成的饲料。想象一下，我们的早餐食用的是人尸体做成的“瘦肉粥”，那将如何下咽？可是，人类就是这样对待别的动物的。

　　所以说，疯牛病是自然界对人类盲目地把畜牧业工业化的报复。1997年获得诺贝尔奖的德国格赖夫斯瓦尔德大学植物、农业生态学和自然保护研究所所长苏科教授说过一段精辟的话：“人们像对待机器一样地对待生物，这是违反自然规律的，长此以往肯定会出问题”。“人类应该采用符合自然规律的生产方式和生态耕作制度。这一方式既不需要大型设备，也不需要兽医，更不需要疫苗和对环境起破坏作用的抗生素等。”

　　人与野生动物应该像朋友一样 从上个世纪致命的埃博拉、艾滋病，到本世纪初肆虐全球的SARS、新登陆的猴天花，以及卷土重来的西尼罗病毒，一个 个新奇古怪的名字伴随着传染性疾病在世界各地不断爆发。很多专业人士都发出疾呼：今后很可能有更多更可怕的病原体“抛头露面”，甚至形成一场破坏力惊人的全球性大瘟疫。而且，它们有一个共同的特点：来自于动物。所以，如果人类想要太平的生活，就要科学地与野生动物及其所携带的病毒以及细菌和平共处。

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