古生物學家苗德歲寫給每個人的病毒科普，講述病毒與人類“相愛相殺”的故事

苗德歲，畢業於南京大學地質繫，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所理學碩士，美國懷俄明大學地質學、動物學博士，芝加哥大學博士後。堪薩斯大學自然歷史博物館暨生物多樣性研究所榮休教授，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所客座研究員。1986年獲北美古脊椎動物學會羅美爾獎，是亞洲首位獲得該項殊榮的古生物學家。

新冠病毒的橫空出世急劇地增加了人類對病毒的恐懼乃至憎惡，人們甚至想，科學家為什麼不想辦法消滅病毒。然而病毒是我們這個星球不可或缺的核心成員，沒有它們，地球生態繫統可能會癱瘓。回溯地球的歷史，可以清楚地看到病毒從生命誕生之初就是關鍵玩家，它們參與甚至塑造了生命進化的歷程。《在病毒中生存》以近似演義小說的手法對病毒這類特殊生命形式進行了風趣的詮釋，兼具專業性與可讀性，可謂雅俗共賞，值得所有人閱讀。

——中國科學院北京基因組研究所研究員、副所長 張德興

有關病毒的中文科普書籍不少，但苗德歲先生深厚的進化生物學背景，無疑為本書增添了新的亮點。正如作者在書中所說，“要理解病毒以及它們與人類之間協同進化的關繫，就必須學習生物演化論以及生命演化的歷史”。此外，書中也展露了作者深厚的人文學養，在一定程度上填補了科學與人文之間“兩種文化”的鴻溝。

——中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員 周忠和

周忠和序言/ 1
第一章病毒小傳
“隱形殺手”現形記/ 2
病毒有生命嗎？ / 5
病毒的“廬山真面目”/ 16
“以毒攻毒” / 19
感冒病毒如何進入你的細胞？ / 21
第二章病毒與細胞間的持久戰
“既生瑜，何生亮？”/ 26
病毒的起源與演化 / 27
可怕的流感大流行 / 39
第三章破解 1918 大流感之謎
執著的科學探索精神 / 46
“復活”1918 大流感病毒 / 52
“水落石出” / 54
歷史教訓 / 56
第四章非典事件與細胞因子風暴
冠狀病毒與 2002—2003年非典事件 / 64
細胞因子風暴 / 75
2002—2003 年非典事件的經驗與教訓 / 79
新冠肺炎進行時 / 82
第五章HIV 和令人談之色變的艾滋病
HIV 病毒和艾滋病的發現 / 92
HIV 病毒和艾滋病的起源 / 95
“特洛伊木馬病毒” / 99
逆轉錄病毒 / 103
HIV 病毒是如何攻擊宿主的？ / 105
第六章病毒與生命起源及演化
病毒與生命起源 / 114
病毒與宿主間的共生關繫 / 116
沒有病毒就不會有人類 / 123
考拉的絕處逢生與逆轉錄病毒的內生化 / 128
第七章習慣於跟病毒共存
全球化之下的瘟疫流行 / 136
古病毒“蓄勢待發” / 138
我們該怎麼辦？ / 140
尾 聲 觀病毒的十三種方式 / 147
術語表 / 153
後 記 / 174

關於病毒是如何起源的，科學家們至今還沒有定論，目前主要有三種假說。“假說”是科學家根據已知的科學事實與科學原理，對自然界的某種現像提出合乎情理的推論，作為目前相互間工作和交流的基礎。科學假說隻有被證實之後，纔能上升為科學理論。
科學家公認，病毒在地球上分布極廣，超過任何一種生物。從南極到北極，從沙漠到海洋，從高空到地下，從細菌、動植物身上到人體內外，病毒無處不在。病毒的種類和數量可能遠遠超過地球上所有生命體的總和。從病毒的數量與廣泛分布上看，今天的病毒是長期演化的結果。那麼，病毒是如何起源和演化的呢？
部分科學家認為，病毒的起源是個漸進的過程。最早可能起源於核酶，核酶是具有催化特定生物化學反應功能的RNA分子，它跟“類病毒”有些相似（請注意：類病毒是核酸類酶，但並非所有核酸類酶都是病毒）。類病毒是一種具有傳染性的單鏈RNA病原體，比病毒還要小，而且沒有蛋白質外殼。類似於類病毒的活性遺傳物質，在獲取了幾個結構蛋白之後，獲得了從一個細胞內出來並進入另一個細胞的能力，於是就演化成了穿梭於細胞間的具有感染性的病毒。
另一些科學家則認為，病毒的起源是個倒退的過程。病毒是具有細胞的有機物退化而來的殘留物。微生物學家一般認為，某些細菌是細胞內寄生物，是從獨立生存的有機體那裡演化而來的。或許現在的病毒，也是因為采取了寄生復制的策略，而從原本獨立生存的有機體那裡退化出來的產物。
還有一些科學家認為，簡單的、能夠復制的RNA分子在細胞生命出現之前就已經存在了，並有了傳染性，感染了最初出現的細胞。因此，實際上病毒是所有生物的祖先。到目前為止，在這三種假說中，還沒有哪一種假說可以成為定論。也有科學家認為，或許病毒起源不止一次，也不一定隻是通過一種方式起源的。也許所有病毒的起源方式，我們目前壓根兒還沒有認識到呢！總之，這個問題的解決，有待於病毒學、基因組學以及結構生物學等多領域基礎研究的進展。
……
前面提到，雖然在嚴格意義上病毒不能算是生物，但是由於它要借宿主細胞纔能繁殖，因而也必然遭受自然選擇下的演化壓力。現在讓我們來看一看自然選擇驅動病毒演化的實例。
人體的免疫繫統有一套對付病毒侵害的辦法。在這種情況下，病毒必須想辦法躲開人體的免疫繫統，盡快地多多復制自己並去傳染更多的宿主。因此，有助於完成上述任務的病毒特征（或性狀），就會被保存下來並傳給新生的病毒；而不利於病毒復制和傳播到其他宿主的病毒特征（或性狀），就會被淘汰而消失。這就是自然選擇的力量！
假如有一種病毒突變會在感染人體幾小時之內便殺死宿主，這一突變的殺傷力就太大了；如果新病毒在這幾小時內不能感染新的健康宿主，新病毒就無法繼續生存與繁殖，那麼這一殺傷力極大的病毒突變便會消失。這就是為什麼大多數病毒的毒性並不是殺傷力極大的，而且其毒性在感染宿主的過程中，一般來說會逐漸減弱。總之，病毒通常並不會做跟宿主同歸於盡的“人肉炸彈”的蠢事。
人體宿主對付病毒攻擊的辦法之一，是人體免疫繫統產生抗體。抗體會鎖定在病毒蛋白質外殼的表面，使它無法進入宿主細胞。如果一個病毒跟先前攻擊過該宿主的那些病毒外表面貌不同，感染成功的希望就會大一些；因為宿主產生的抗體，隻“認識”先前的那些病毒，可能會對這一新面孔病毒“網開一面”。這也是為什麼病毒經常通過突變來“更新”其外表，實際上是通過突變而“變臉”，好在宿主先存的抗體面前“蒙混過關”。因此，很多病毒的適應性演化，主要是改變病毒的外表。這對於大多數RNA病毒來說，簡直是易如反掌的事，因為RNA病毒非常容易產生突變。
讓我們來看看病毒演化中的兩個熟悉的例子吧：一個是流感病毒，另一個是艾滋病病毒（HIV）。這兩種病毒都是RNA病毒，即它們的遺傳物質是用RNA編碼，而不是用DNA編碼的。DNA是比RNA更穩定的分子，DNA病毒在其繁殖過程中，有編碼校對的程序，它利用宿主細胞檢驗DNA復制是否出錯（即發生突變），而且宿主細胞還有糾錯功能。而RNA則是不穩定分子，在復制過程中也沒有校對和糾錯的程序和功能。因而，相對而言，DNA病毒變異（或突變）較少，RNA病毒復制過程中經常出錯，且沒有宿主細胞給它糾錯。因此，RNA病毒經常會發生突變。