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在生命科學裡,「病毒學」算是冷門的學科,因為大家都認為病毒傳染的疾病是在落後國家才有的。沒想到20年來,很多新的病毒卻一一出現。譬如大家熟悉的HIV (愛滋病)、 SARS、禽流感等。這些病毒的出現,打破了大家認為病毒不重要的錯覺。
病毒是「濾過性病毒」的簡稱,比細菌還要微小,細菌會被濾?濾出來,但是病毒可以通過濾?而保持感染性,所以稱之為濾過性病毒。病毒是最簡單的生命體,介於生物與無生物之間。病毒有基因體,有DNA或RNA;基因體決定病毒的形狀及特性,且能夠自行繁殖,這完全是生物的現象。但若把純化的病毒放在一起,它可以變成一個結晶體,而科學家一直認為,只有無生物的化學分子才能形成結晶。病毒不能獨立於細胞外生存,也不能產生能量,這些都是非生物的特性。因此,病毒是介於生物與非生物之間最簡單的生命。
在電子顯微鏡下,病毒有各種不同的外觀。基本形狀分為兩種,一種是20面體(Icosahedral),另一種是螺旋形的(Helical)。這兩種形狀是最簡單的的構造。有的病毒在基本的構造外多加了觸角;有的則在外圍有不規則的脂肪膜。
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病毒從何而來?
為什麼要研究病毒?因為病毒會引起各種不同的疾病;病毒是研究基因最好的對象;病毒學是免疫學的始祖;病毒還可以作為基因治療的載體。
很多基本的生命現象,譬如DNA做為基因體,以及DNA如何把訊息傳給RNA、再傳遞給蛋白質等現象,都是在研究病毒過程中發現的。另外,如從RNA繁殖成DNA,或RNA繁殖RNA,這些重要的生命現象也都是最先在病毒發現的。所以從科學觀點而言,研究病毒是很重要的。
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| ▲冠狀病毒。 |
天花病毒、小兒麻痺病毒等,在人類世界生存已有幾千年歷史了,它們的來源我們並不曉得,但近期較新的病毒則多是從動物傳染給人的。例如愛滋病毒的來源是非洲的猴子、漢他病毒的來源是亞洲的老鼠、流行性感冒的來源是家禽或豬、馬。而最近爆發的SARS則是從果子狸來的。
SARS屬冠狀病毒。冠狀病毒表面有一層脂肪膜,外圍有很多的棘蛋白,這些棘使病毒看起來很像太陽的光環,也像皇冠,故名冠狀病毒(Coronavirus)(圖二)。最有趣的是它的基因體有3萬1千個鹼基,是自然界當中最長的一個RNA。所以算是很特殊的病毒。
SARS病毒元兇是果子狸
在果子狸身上,我們可以找到一個和人類SARS病毒很相近但不完全相同的病毒。但是果子狸原是野生動物,是什麼機會下讓病毒從果子狸身上跳到人體上?原來是果子狸已被人類飼養,特別是在中國大陸南部的地方,果子狸肉早就成為佳餚了。有人曾經在廣東地區市場裡做了一項研究,發現在一特定市場裡販售果子狸的商人,
40%的人有SARS病毒的抗體;20%的屠夫有抗體;蔬果販只有5%的人有抗體,而一般人都沒有抗體
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從上述關係看來,與果子狸接觸越頻繁,就越有可能感染SARS而產生抗體。根據這些研究,我們可以說SARS病毒應該是由果子狸跳到人體上的。而SARS病毒如何在人體安頓下來呢?又如何從動物身上跳到人體內繁殖呢?
原來RNA在繁殖過程中,很容易產生錯誤,而SARS病毒有很長的RNA,更容易累積錯誤。經過幾次繁殖,每次的錯誤累積下來,很快的就會使原來的RNA面目全非,這可以解釋為什麼SARS病毒可以很快的由果子狸病毒變成人類病毒。
從中國大陸最近發表的SARS病毒基因分析中可得知,在過去的一年中,至少有2次SARS病毒分別從不同的果子狸跳到人體上。這表示病毒從果子狸跳到人身上是可以一再的發生。因此,SARS未來還可能再回來。但我認為即使SARS再度發生,應不會造成很大的流行。因為現在大家公共衛生及防疫的措施已經做得很好。當然SARS疫苗的研發也是刻不容緩的工作,現在很多國家都在努力發展SARS疫苗且已有相當好的進展。
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