病毒与人类的关系很大程度上决定了防疫工作如何展开。本文将从人与病毒的关系为切入点，分上下两篇，讲讲应该怎样认识和理解流行病毒病的防控。

撰文 | 李庆超（山东师范大学）

毒是什么毒，病是什么病？

毒是病毒，病是病毒感染人类造成的病毒病。

“它者”病毒

盘古开天地是打破“状如鸡子”的原始宇宙（鸡子是指鸡蛋），而生命的产生却要形成“鸡子”——质膜包裹的原始细胞结构。质膜的产生使原始生命自成体系，产生了“我”与“非我”的区隔。大约 35 亿年前，有这么一类细胞通过繁殖，产生新个体“你”，演化产生新物种“他”，于是“大家”就都产生了。这类细胞就是“露卡”（Last Universal Common Ancestor，LUCA），所有细胞生物的共同祖先。露卡的后代们都可以根据演化关系编排到统一的演化树上。
图1：“35亿年前是一家”。细胞生物共同祖先及其演化丨作者供图

病毒，不在这棵树上。

根据病毒基因组的物质基础、结构和序列信息来看，病毒是多起源的，没有唯一共同祖先（详见《传播力胜过SARS，需要担心新冠病毒变异吗》）。病毒与细胞生物之间的遗传信息差异巨大，也没有某个基因被所有病毒共享，续不了统一的族谱。因此，病毒的演化树看起来是游离于生命演化巨树之外的丛丛灌木。

病毒，也在这棵树上。

病毒是一类没有细胞结构的专性胞内寄生微生物。离开细胞的病毒像生物大分子，其生命特性全部依赖于在宿主细胞内部开展。而病毒的生命特征也仅限于复制和演化，没有代谢、没有稳态、不会生长、无法对环境做出反应……总之，缺乏生命所共有的大部分特征。因此有学者不认为病毒是活的生命体（organism），而仅仅将其称生物实体（biological entities）。之所以说病毒也在这棵树上，是因为几乎所有细胞生物都可以被病毒所感染。

鸡为我们产蛋，奶牛为我们产奶，植物为我们提供蔬菜、水果和粮食，还能产生氧气。病毒为我们做了什么？以人类为自我中心的思考方式着实值得商榷。“天地不仁，以万物为刍狗”，所有的生命，无一例外，玩着相同的游戏：生存。“物竞天择，适者生存”，为了适宜生存，生物世界演化出丰富多彩的生存之道，铠甲、翅膀、爪牙……甚至智慧。

作为个体，我们的忧烦喜乐，我们对生命意义的一生追求，在生命这一“大道”上，或许只抽象成了传递“香火”——我们是遗传信息存在和繁衍的载体。而病毒，成为了最“纯粹”的生命体，它几乎不需自备一切，寄生在细胞内，让别人帮它“生”，帮它“存”——病毒是一种“极端自私”的遗传信息复制装置。病毒病是病毒感染宿主而复制自我过程中产生的“副作用”。

病毒是一类重要的病原体，人类传染病中70%以上的疾病是由病毒造成的。从防疫的角度看病毒病，是人们关注病毒的最主要原因。

病毒与病毒病要分开看待

新冠疫情涉及的病毒和疾病名称是什么？这是一个非常基础，却少有人能够正确回答的问题。2019年底新出现的疾病目前被命名为“冠状病毒病-2019”（Coronavirus disease 2019，COVID-19），我国一般称为“新冠肺炎”（严格意义上说COVID-19的范畴大于“新冠肺炎”，包括肺炎以外的其他轻症和中度疾病，而肺炎是COVID-19重症的主要表现）；而引起新冠肺炎的病毒被命名为“严重急性呼吸道综合征冠状病毒2”（Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）。COVID-19是由SARS-CoV-2引起的病毒病，而SARS-CoV-2是引起COVID-19的病原体。

大量的无症状感染者和轻症患者告诉我们，感染SARS-CoV-2不一定患有COVID-19（致病率），更不一定患“新冠肺炎”（重症率）或死亡（病死率）。随着SARS-CoV-2自身的演化和人群自然免疫或疫苗接种的发展，重症率及死亡率还在持续下降中。因此，一种病毒感染人后，是否造成疾病，以及疾病的严重程度都不是固定的。病毒只是决定病毒病后果严重与否的因素之一，其他的因素还包括感染者自身的状况、医疗条件等。

区分认识病毒和病毒病，能够帮助我们纠正很多错误的观念。比如，我们人类个体不可能与COVID-19或者“新冠肺炎”和平相处，因为人体要么从急性病毒性感染疾病中痊愈，要么被疾病杀死，我们要减少重症的发生；而清除SARS-CoV-2病毒也是一件非常困难的事情，因为新的SARS-CoV-2传播力更强、更隐秘，特别是在存有巨量病毒储库的情况下（国外病毒依然流行）。再比如，疫苗保护效果的重点是“保护接种者免于疾病、特别是重症或死亡”，就感染和传播而言，疫苗至少会提供一些保护，但保护作用没有在防止重症和死亡方面的作用大。因此认为疫苗不能极大降低接种者再次被病毒感染的风险，就断言疫苗无效的说法是错误的。
区分病毒和病毒病来谈防疫是不是诡辩？

首先我们得清楚，防疫的目的是预防疾病。由于病原体是导致传染病的原因（病因），因此我们可以清除病原体或传染源、斩断传播途径或保护易感人群，通过这些方式预防传染病。

预防疾病是目的，而清除病原体是预防疾病的手段之一，不是唯一。区分病毒和病毒病有利于我们找出防控病毒病的最适宜措施。

病毒与宿主的关系

在有限的资源下，我们只能解决最迫切或最重要的事情，对病毒及病毒病的关注度也不例外。地球上的病毒千千万，造成人类严重病毒病的病毒，才会受到更多的关注。我们需要根据病毒传播和致病的特征，有针对性地采取相应的防疫手段。接下来，我们从多个维度来了解人与病毒关系的复杂多样性。

从宿主范围看

病毒感染其他生物这件事，具有高度的特异性。一来，病毒仅能在特定的宿主体内完成完整的复制周期，比如SARS-CoV-2只能在哺乳动物体内复制，而不能在昆虫或者植物体内复制，也就不会感染昆虫或植物。二来，病毒仅能感染特定的细胞类型。

病毒虽小，但在自然界中分布广泛、数量巨大。以海洋病毒为例， 1毫升海水中平均有一千万个病毒，从数量上看，比海洋中的原核生物（细菌、古细菌）多了一个数量级，从总质量上来看，病毒是仅次于原核生物总生物量的第二大生物量的海洋生物类群[1]。尽管海洋病毒具有极大的生态和学术研究价值，但在防疫层面上来说，几乎无关紧要，因为大部分海洋病毒是仅感染原核生物的噬菌体，不感染动植物。
图2：人们对病毒的关注度很大程度上决定于病毒的宿主范围丨作者供图，素材选自维基百科

通常能引起人们关注的，主要是能够感染人、牲畜及农作物的病毒，它们分别是基础医学、动物医学和植物抗病研究的内容。有大量传染病可以同时感染人或动物，称为人兽共患病（Zoonosis）。事实上，超过70%的新发传染病是人兽共患病，是由动物传染给人的。这一过程称为人畜共患外溢。

外溢过程中，病毒必须克服许多障碍才能实现跨越物种的传播。除了突破地理隔断之外，变异是病毒从原宿主传染到新宿主的重要途径。病毒变异后获得感染新宿主的能力，这个过程称为宿主跃迁（host leaping）。病原体进入新宿主，引起的疾病往往比原宿主中引起的更严重。因此，监控动物病原体是防控传染病的重要工作。

SARS-CoV-2 大流行说明，人类迫切需要更好地了解人畜共患外溢的机理。2004年, 世界野生生物保护学会（Wildlife Conservation Society）首次提出“One World，One Health”的理念，建议增强对人类、家畜和野生动物健康之间联系的认识。“同一健康”（One health）是涉及人类、动物、环境卫生保健各个方面的一种跨学科、跨地域协作和交流的新策略，致力于共同促进人和动物健康，维护和改善生态环境[2]。事实上，由于动物、特别是野生动物难以管理，清除人类疾病的动物病毒储库是非常困难的事情。尽管如此，科学家也做了大量工作，其中最引人瞩目的是对候鸟携带禽流感病毒的监控，以及蝙蝠携带病毒的研究。目前认为，蝙蝠是新发冠状病毒疫情的根源。

图3：冠状病毒的种内及种间传播：三次冠状病毒暴发均指向蝙蝠这一自然宿主。实线为已证实的传播途径，虚线为疑似传播途径。改编自参考文献[3]

病毒能够感染的细胞种类也有特异性，这决定了病毒的侵染途径和致病所能累及的器官。病毒从呼吸道、消化道、泌尿生殖道及皮肤损伤上的特定细胞类型开始启程，进入人体，再经过细胞间传播，或血液运输到身体的其他组织器官内。譬如，能够感染呼吸道细胞的病毒可以通过飞沫、气溶胶或空气传播，进一步，仅能感染上呼吸道黏膜细胞的病毒可造成上呼吸道感染，也就是普通的感冒，如果也能感染下呼吸道或肺部细胞，则可造成肺炎。病毒的传播方式不同也给防疫带来不同的难度，相对而言，空气传播的病原体传播效率较高，比较容易引起大规模流行的传染病。

从流行性看

病毒病的流行具有一定的时空特性。

历史地来看，病毒传播具有时代特征。在早期的城市化进程中，人员聚集，公共卫生状况恶化，给呼吸道传播（流感）、消化道传播（脊髓灰质炎、甲型肝炎）、载体传播（城市鼠患、跳蚤等体外寄生虫）创造了条件。而在大航海时代，传染病可跨洋传播，给原住民造成极大的伤害。卫生条件伴随着经济发展而逐渐改善后，大量公共卫生相关的传染病传播就相应受到很大的遏制。但新时代也产生了新的问题：环境破坏引起新发病毒病和再发病毒病，国际间频繁交流加速传染病流行，艾滋病持续肆虐，耐药毒株出现……

从短期时间线来看，病毒传播具有季节性，这与病毒自身在环境中的稳定性，带毒动物迁徙，虫媒生活周期及人类活动的季节性有关。

图4：不同时代威胁人类健康的病毒病种类有很大差异。此外，常见病毒病流行具有季节性。丨作者供图

从空间上说，病毒病的流行具有地区特征，大部分病毒病在某些地区内流行，少数可以引起全球范围的跨国流行。流行病的地区局限性取决于病原体的致病性及传播能力，原发地与周围地区的交通联系、地理阻隔、病毒天然储库或虫媒的生态分布状况等。

随着人与自然的边界愈加模糊，气候环境剧烈变迁，人或动物的国际交流运输频繁，新发与再发传染病能够更轻易的进行国际传播。对于同一种病毒，随着演化时间增加，地区内部流行的病毒株可产生较为特异的突变，形成地区特异性的流行株。

图5：病毒病的地区分布，以埃博拉病毒为例。左图以国家为单位显示埃博拉传播地区及风险地区（以非洲果蝠生态分布为依据），右图以更详细的行政区域划分展示1976-2015年报道的埃博拉病例所在地区（红色）。[4]

病毒传播的时空特异性及流行现状是人与病毒间长期相互作用的结果。短期看，如果不考虑防疫措施的影响，病毒流行能力主要取决于其基本传染数R0。长期看，人类免疫功能的抵抗和强力防疫措施的实施往往能大大降低强致病的病毒的实际R0值，并控制住强致病病毒——特别是在疫苗发明之后。同时，那些致病性差的病毒可能被人类忽略，反而能在人群中长期、广泛传播。

从病毒在人群中的实际感染率来看，大部分病毒的感染病例（如狂犬病）相对罕见，个别病毒可能短期内大流行（如季节性），而某些病毒（如疱疹病毒）却特别“成功”。其中，高感染率以疱疹病毒一众最为突出。单纯疱疹一型病毒HSV-1感染约37亿人，性传播病毒单纯疱疹二型病毒HSV-2感染约8.46亿人，水痘-带状疱疹病毒VZV每年导致超过1亿人患病，而EB病毒、人类巨细胞病毒则感染超过90%的人类。但这些病毒一般不会给人类造成严重伤害。（详见《一朝感染终身复发，史上最难缠病毒攻陷全球九成人口，性生活时发现它一定要及时喊停丨病毒超话》）

还有一类病毒却从人类的仇家变成了“亲家”。内源性逆转录病毒（Endogenous retroviruses，ERV）是存在于人体基因组中的内源性病毒元件，一般认为是感染人类生殖细胞后残留下来的病毒序列，打打闹闹成了一家。ERV占人类基因组长度的5-8%，不过不用担心，这些病毒序列在人体内一般无害，还有研究发现它们在胎盘发育过程中起到正面作用[5]。（待续）

参考文献

[1] https://aoc.ouc.edu.cn/2021/0325/c15171a316349/pagem.htm

[2] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%90%8C%E4%B8%80%E5%81%A5%E5%BA%B7

[3] Su, S., Wong, G., Shi, W., Liu, J., Lai, A.C.K., Zhou, J., Liu, W., Bi, Y., and Gao, G.F. (2016). Epidemiology, Genetic Recombination, and Pathogenesis of Coronaviruses. Trends Microbiol. 24, 490–502.

[4] https://apps.who.int/iris/handle/10665/206560[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Endogenous_retrovirus#Role_in_genomic_evolution

出品：科普中国