到目前为止,人们对于病毒的看法几乎是一致的:人们视病毒如洪水猛兽。对其研究之目的在于,如果不能消灭它们,那么,也必须让它们变得对人类无害。因此就出现了一种十分矛盾的态势。从一方面来看,似乎已经十分清楚,在生物圈中的任何一个成员都是必不可少的,所有生物都是相互制约、相互联系的,它们的关系相当密切。每一种生物,其中包括细菌,它们在大自然中都有其各自的作用。而从另一方面来看,在这个统一而包罗万象的生物系统中,仅仅只有病毒经常扮演恶棍的角色,因此,也就只有病毒可以退出生物圈。要接受这种观点是不困难的,这是因为人们一直把病毒当作一种传染的媒介。但是,现已查明,自然界中的病毒不仅仅只有传播各种疾病这一方面的作用。
毫无疑问,人们必须跟病毒性疾病作斗争。我们清楚地知道,流行性天花可以毁灭一个国家,而流行性脊髓灰白质炎可使上千代人致残。还有许多疾病会给人们留下严重的后遗症,有些病毒还会使人类染上癌症。然而,我们只有真正认识病毒在大自然中所起的作用,真正认识病毒性疾病在自然循环中所处于的地位,这样,我们才能真正从事病理学的研究。
现在,让我们来审核一下这方面的多种观点,这些资料是多年来积累下来的。
实际上,病毒果真是如此有害吗?现在,情况已经越来越清楚,在一切生物机体中都充满着病毒。有关专家常说,病毒到处都有,真可谓是无处不有(附带说几句,近几年来又发现了一些内源性病毒,这就是说,有些病毒并非来自有机体的外部,而是由有机体内部形成的)。然而,如果病毒无处不有,那么,对于生机勃勃的生物来说,难道不需要冒极大的风险吗?是的,危险性不怎么大。就以最厉害的流行病脊髓灰白质炎病毒为例,其危害性仅为十万分之一,即十万人有一人致残。其余的人染上了这种病毒,却仍然安然无恙。经统计表明,其他病毒性疾病,例如壁虱大脑炎也是如此。这就是说,病毒对患者是有选择性的。在重感冒大规模流行时,至少有三分之一的人患病,但是可怕结局者只是极少数。
显而易见,病毒仅对少数人具有危险性,这些人由于某些因素,某一方面的免疫机能表现为无能为力。
那么,什么叫病毒呢?迄今为止,科学家们的看法很不一致,真可谓众说纷纭。病毒究竟是一种生物还是一种物质,科学家们各抒己见。从一方面来看,病毒是生物界中不可分割的一部分,它们与生存环境相一致,它们具有某种变异性和对各种生存条件的适应性。从另一方面来看,病毒不具备一切生命所固有的基本特征和系统,这些系统负责给生命物质提供能量,病毒不能孤立地进行繁殖。所有这些特征就迫使许多科学家认为,病毒是一种特殊形式的生命物质。
病毒的内部结构各式各样,然而,任何一种病毒都是被各种形式的蛋白质外壳紧紧包围着的核酸菌群(换句话说,这是一种被包围着的遗传信息阻滞)。这时,它们由一种生物体转移到另一种生物体。病毒只有在潜入生物机体并扔掉外壳以后,它们才表现出一定的活性。
关于病毒与细胞的相互作用,现在我们还仅仅知道两种类型。有一种病毒利用细胞来进行繁殖。其结果,一批细胞死去了,而病毒又潜入其他细胞。在新的细胞内,病毒再次重复上述过程。这就是所谓疾病。
在另一种情况下,病毒染色体组潜入细胞后,细胞与病毒汇合在一起,实际上,细胞得到了一种新的染色体。这样就会导致细胞功能的重大改变。有时候,这种变更会引起细胞的无度繁殖,这就是说,会形成恶性肿瘤。然而一般说来,细胞功能的改变仅仅是局部性的。这大概就是病毒染色体组与细胞遗传装置整合作用的主要涵义。从这些观点出发,病毒对于整个生物系统来说,就像是遗传信息的特殊“基金”。
这种情况是十分有趣的。病毒与所有生物一样,它们是变化无常的,有时候会发生突变。但是通常认为,这种突变只是偶然的现象。然而在1979年,E. K. 塔拉索夫(Taрacoв)在科学出版社出版了一本关于《生物进化问题的物理学观点》。该书在数学分析的基础上向人们表明,实际上突变也带有一定的规律性,这就是说,它们依附于总的进化过程。
所谓这些现象不是偶然的,它们指的是,病毒是物质的一种特殊形式。于是,它们的特殊结构、储存以及传递遗传信息的方法,它们与任何一种生物细胞相互作用的特点就都不是偶然的了。显而易见,病毒性疾病作为生物循环过程的一部分也就不是偶然的了。
然而,如果所有这一切都不是偶然的,那么,这就意味着,病毒在生物圈中起着某种特定而必不可少的作用。那么,究竟是什么样的作用呢?这就是:渗透到细胞内部并进行繁殖,以使大自然中的某种病毒能得以保存下来。这一点是十分清楚的。但是,在消灭细胞、杀伤机体之后,病毒扮演了一个特殊的角色,它既是“杀人犯”,同时又是“自杀者”。如果生物机体得到康复,便有两方面好处:在有机体内形成可靠的免疫性,而病毒仍然留在大自然之中。
可见,从一般生物学的观点出发,给病毒戴上“杀人犯”的帽子是不合适的。那么,大自然为什么需要病毒呢?
我们已经说过,病毒是遗传信息的“基金”,同时它又是必不可少的。显然,在大多数情况下,病毒与细胞一相遇,不是以病毒的死亡而告终,而是病毒染色体组与细胞遗传装置汇合在一起,细胞的功能也随之发生变化。也就是说,这实际上是一种天然的基因工程。既然这种机制存在于大自然之中,因此,它也就必须完成自己重要的使命。至于究竟是什么样的使命,目前我们还讲不清楚。但是,在分析研究结果以后,人们就可以间接地来回答这个问题,即人们可以得到一个唯一的结论:正是由于存在这种机制,才能使有机体完全适应于大自然。
到目前为止,我们确实已经掌握的基本适应性仅仅只有两种,这就是调节系统,即神经系统和内分泌系统。这两种可谓快速反应系统。它们使有机体不断地适应于周围环境所造成的影响,但不适合于长期适应性。这里因为人们清楚地懂得,长时间地给予某种影响,就会使某一部分神经系统长时间地处于兴奋状态之中,这样就会导致这一部分神经系统的衰竭现象(也就是说,在最初表现为神经官能症)。为了对有机体居住环境长时期的,顽强的适应性作本质上的变更,就必须重组各种系统和装置的功能。譬如说,从平原迁移到山区,有机体就必须适应稀薄的大气,适应明显下降的大气压。也就是说,呼吸器官(当然不仅仅是呼吸器官)必须以新的“姿态”进行工作。然而、这种“姿态”对于某些条件来说,实际上是由遗传来决定的,而在其他条件下,功能的持续性变化是由于官能性细胞变形的结果,它与任何一种官能性系统的细胞有关。
诚然,正是由于这类细胞活动的变化使病毒染色体组与细胞的遗传装置得以汇合,同时在长时期内对相应的有机体进行调整,这就是所谓预测术。因此病毒仿佛就是有机体的调校者。遗憾的是,对于这一方面的专门性研究还尚未展开,但是其可靠性是存在的,其中包括临床经验,诸如利用其他研究所获取的资料等。在颇大程度内,这些资料已为上述的论点所证明。
其中对锡格玛病毒的深入研究便是病毒完成适应作用的极好例子。据报道,锡格玛病毒是对二氧化碳相当敏感的某种果蝇的遗传因子。这种含有果蝇免疫遗传结构的病毒使呼吸器官能够适应外界环境的变更。这种特征还能遗传给下一代。而这一特性正是该生物体得以生存的基础。这也正是这种病毒在进化过程中的作用所在。
关于病毒的适应作用,实验性资料也是很好的证明。譬如,某些细胞无止境地繁殖只有在病毒染色体组与细胞融为一体后,即形成新的细胞后才得以完成。在体外培植的脊椎动物组织的情况也是如此,细胞的变化由无止境繁殖的(其中不包括肿瘤细胞)病毒来决定。在仙台病毒的参与下,人们曾经首次获得了一种能够繁殖细胞杂种的培养基,其中包括种间培养基。我们必须着重指出的是,这种可遗传给下一代的杂种为科学和实践开辟了十分广阔的前景。
然而不仅仅是杂种而已。最近的研究成果表明,病毒还具有修复和再生细胞的作用。植物病毒能够影响酶的活性,并进而影响新陈代谢作用,它们能够促使或抑止生长,影响气体交换和光合作用,影响氧气需要量和排出二氧化碳的速度,影响有机体内水分的输送,以及植物的色调等等。
所有这些进一步加深了这一见解:在自然界中病毒履行着有益的作用。这也正是病毒的主要作用。在许多情况下,病毒与有机体之间的相互作用就会引起一些疾病,这与上述的说法是并不矛盾的。因为一系列正常的,合乎规律的生理过程(如更年期、对居住环境急剧变化的适应性等等)往往会伴随一些疾病,但是无论谁都不会认为,这些生理过程的主要目的是使有机体得病。
另一个令人感兴趣的问题是有机体和病毒在相互关系方面的免疫作用。如果某一个有机体染上了某种病毒,那么在今后这一有机体就基本上不会再患这种疾病。诚然,病毒将在有机体内滞留很长时间,有的病毒甚至会终生留在那儿。许多研究工作者的成果均证明了这一点。这种非凡现象就叫做病毒长效性,也就是说,它能使病毒长时间地留在体内。不少作者认为,长期而持久地具有免疫力,正好说明病毒留在有机体内。
于是就产生了这样一个问题,如果有机体内已经具有相当强的免疫机制,那么,是否不再需要某种病毒了呢?从另一个角度来说,有机体之所以厌弃病毒,并不是它具有危险性,而是因为已经有了这种病毒。
从这个观点出发,人们对有关某些干扰素作用的资料也颇感兴趣。所谓干扰素,它是一种特殊的蛋白质,这种蛋白质能使细胞不被病毒感染,同时还能抑止病毒的繁殖。据有关资料称,形成干扰素是强大的免疫机制与病毒的万能关系之一。但是最近的研究表明,在某种病毒的感染下,有机体内所形成的干扰素变幻无常,而且只对短时期有效,而在大多数情况下,根本不可能产生干扰素。
最近,研究工作又取得了新进展。干扰素在病毒染色体内和细胞的整合作用方面具有特定的作用:看来,干扰素控制着病毒与细胞之间的相互作用机制,即使两者整体化,以防细胞与其他病毒进行接触。有关专家满有把握地认为,有些免疫机制不仅具有防护细胞之功能,而且还有助于形成新的遗传装置。
如果情况果真是这样,那么很显然,免疫的作用不仅仅只限于对一切外来病毒的防卫功能。除了这一基本功能以外(即区别是自己的还是外来的),它还有另一项任务,即确定需要与否,并采取相应的措施。
以上所述,便是根据积累资料可能作出的评论之一。这里就产生了这样一个问题,如果以上所述都是正确的,那么,有些严重的病毒性疾病又如何解释呢?想简单地回答这个问题是不可能的。现在,让我们对神经系统某些部分遇到病毒,以致明显受损以后所引起的疾病作一分析。
根据我们的临床经验,我们总结了有关神经系统病灶损害特征的大量第一手资料和文献资料。资料表明,此类疾病(严重的流行性脊髓灰白质炎、大脑炎、麻疹、腮腺炎等等)有一条有趣的规律,大约在十万居民中有一位这样的病人。经观察表明,无论是哪一个人,只要他得了其中一种疾病,那么,他就永远不会再患另一种疾病。
那是怎么一回事呢?显而易见,以上疾病是一个统一的整体,有关专家称它为群体结构。群体由各不相同的个体组成,其中包括免疫个体。换句话说,如果仅仅对自然界中的某些病毒具有免疫力是不够的。
专家们对组织相容性的研究证明上述观点是正确的。对免疫基因主要问题的研究阐明了造成遗传性疾病的因素。
近几年来,发现了有关病毒在遗传性疾病方面作用的著作,而在过去,这方面仅仅只是设想而已。另一方面,人们越来越清楚,在许多情况下,每一种病毒都会引起“各自”的病理学,并使“各自”的器官受到损害。
在这一方面,还必须论述一下对腺组织具有倾向性的腮腺炎病毒。一般说来,其滋生地为唾液腺。然而,这种病毒还可导致糖尿病。麻疹病毒和一些其他病毒也可证明这一点。
现在再让我们看问题的另一个方面。在研究了由病毒引起的疾病所产生的各种机制以后,人们往往认为,这些机制旨在与疾病作斗争,似乎还可得出一种反常的设想:某些病毒性疾病也可给人类带来好处。譬如,回顾一下大规模防病毒感染的爆发(其中包括感冒病毒)就足以使人们放弃这种反常的思维方法。但是,让我们来回想一下,人口日益密集的现代都市化和交通工具的发展已经导致了一些疾病的巨大弥散性。在不到一个世纪的时间内,人类给生态系统以极大的影响。然而,防病毒感染的基本特征还是没有变,即与居住环境基本变化相适应的季节性仍然没有变(秋冬交界时期和春季)。也就是说,感染的突发大都发生在有机体需要对适应性进行重大改变的时候,首先是呼吸器官需要作相应的“调整”。因此,可以认为,在这种条件下,防毒性病毒是有机体对适应性进行改组的参与者。
这时,稍有点不舒服就是为了适应气候变化而付出的代价,而无限的,各式各样的感冒病毒菌落取决于外界环境的变化因素,首先取决于与呼吸系统密切相关的气候条件。
同时还可以认为,与适应性同时发生的一点不舒服,它不但随着有机体防毒性适应过程而消失,而且还与有机体对感冒病毒形成免疫力有关。一些看来是反常的现象正可以用这种适应性机制来解释。然而,有些事实是众所周知的:一些呼吸系统慢性病患者,他们对天气急剧变冷的反应极为敏感,此时,他们的自我感觉比忍受防毒性疾病要好得多。
假如人们认为,病毒可以对有机体与外界环境的相互关系作些细微的修正,那么,病毒性疾病就可视为适应性病态。那时候,在出现病态时,起决定性作用的不是病毒本身,而是有机体免疫系统中与病毒具有亲缘关系的缺陷,这些缺陷可能是先天的,也可能是后天的。确切地说,光有一种病毒是不会引起什么疾病的,同时还需要另一个条件,即免疫系统也具有某种缺陷。
诚然,要证明具体是哪一种病毒与某一种疾病的因果关系是异常复杂的。这是因为整个有机体充满着病毒,这些病毒又经常不断地在转移。譬如,病毒在修复和再生细胞过程中的某种作用可以利用它们存在于任何一种病灶损害方面来解释,病灶损害不能归咎于病毒,而是纯粹由别的原因引起的。
临床学家早就指出,对于由“疱疹”病毒感染所引起的带状疱疹来说,最有效的方法是通过血管治疗。这也许是由于此类病毒在修正血管过程中有某种功能。
当然,在现阶段,这仅仅是一种设想。但是,如果我们稍加注意,就可以发现,这种病毒经常存在于交感神经节(神经细胞)之中,以起到调节血管组织之功能,于是就产生了这样一个问题:这是一种简单的巧合吗?
再让我们来看一个有趣的临床事实,有些支气管性气喘病患者,在得了带状疱疹之后,在很长时间内,他们即可避免气喘病的麻烦。
在这一方面,我们还必须补充一下,在带状疱疹发作时,它往往很少形成一种特殊的抗体。那是怎么一回事呢?难道是有机体没有意识到对这一方面防护的必要性?还是根本用不着这种防护?……对此,我们暂且无可奉告。看来,这个问题只能用规律性来解释。
现在,人们关于病毒在大自然中具有多种功能的资料已积累了不少。病毒可以影响以下功能:如呼吸功能;对食物的适应性;再生与修复过程;拟态功能;杂交功能(其中包括种间杂交);性的群体性与确定性之间的相互关系,即大自然的进化过程等等。现在,有机体需要病毒已经是毋庸置疑的问题了。当然,人们希望杜绝麻疹、风疹、腮腺炎以及脊髓灰白质炎等此类疾病的发生。但是没有这些病毒行不行呢(特别是在有机体与外界环境相互关系的形成时期)?对此,还得慎重考虑。在这里必须指出,根除脊髓灰白质炎,降低麻疹的发病率,并不是消灭致病病毒,而是利用在免疫性能与它们相接近的其他病毒来代替。在这一方面还仅仅是假设而已,诸如脊髓灰白质炎病毒和与它们相类似的病毒,在适应运动方面将起到什么样的作用。
类似这样的事实很容易得到证明,病毒的多样性便是遗传密码的多样性,根据目的的不同,有机体可以利用其全部或者利用其中的一部分。
我们知道,以自身的和谐为基础的大自然是十分合理的。然而,在形成生物机制时,它又是非常“经济”的。所有生物都具有相同的元素结构,相同的通用过程,以及相同的工作原理。只要回顾一下基因和细胞结构的原理、繁殖过程以及免疫机制的普遍性,就足以说明上述问题。一般说来,大自然的基本特征包括结构统一原理、功效统一原理和相互作用原理。同样,这些原理也将影响病毒与有机体的相互作用。
在生物圈中充满着各种各样的病毒,我们没有把它们当作异己的,敌性的培养基。这种情况是不可能想象的,即任何一种有机体,它不断地遇到各种各样的病毒,但是它仅仅是一种进攻对象,并不得不接连不断地进行防御。这就是说、对于生物界来说,病毒并不是一种异己的成分,恰恰相反,它是居住环境中不可缺少的一个组成部分。没有病毒,大概也就不可能有进化、适应以及免疫防护等等。
所有这一切表明,承认在有机体内有病毒存在,这不仅是自然界的必然,对于临床学家来说,还具有“反馈效应”。这是因为医生们对有些疾病的起因还不太了解,这就意味着,这些疾病的治疗方法正在探索中。与此相反,病毒性疾病概念犹如适应性病态,首先必须注意到有机体的免疫系统。换句话说,必须 · 探索稳定的,合乎标准的有机体适应系统的免疫疗法的途径。
类似这种观点为病毒和病毒性疾病开拓了广阔的前景。如果以上这些观点确实接近于真理,那么,首先就不应该把病毒性疾病看作是一种必然会发生的现象,不应该把所有病毒看作是生命的敌对力量。因为我们只有认识到了对外界因素的适应性,我们才能坦然地对待它,我们所采取的措施并不是反对,而是加速适应它。
很显然,我们必须以新的姿态,以对待一般生物现象那样来对待病毒的研究。众所周知,每个生物个体的免疫系统都是极其严密的。正因为如此,在移植器官或组织时,会产生排异性。令人惊奇的是,病毒竟然能使生物供体与各种组织同时共存。不但如此,人们还发现,仙台病毒能帮助生物将各种细胞结合在一起。有关专家认为,这些事实为抑制生物的排异性闯出了一条道路:利用病毒来取代强有力的免疫抑制药物。
另一个可能方案是,利用病毒从事再生过程,如利用赖斯鸡肉瘤病毒使小鸡的心肌得到再生。下一步的目标是如何治愈人类的心肌梗塞。
如果我们回顾锡格玛病毒(它控制着果蝇对二氧化碳的灵敏度),那么,我们就可以推测,对于其他生物来说、是否也存在着相类似的病毒。防毒性病毒是否对人类具有类似的作用?因为近一百年来,大气层中二氧化碳的含量增加了13%,而对人类却无明显的危害。毫无疑问,在这里,主要是有某种适应性因素在起作用。
现在,要对病毒进行全面的研究尚有一定的困难。但是我们深信,这项研究必将具有广阔的前景。
[Hayкα u жuзнь,1983年12期]