牛津通识课：病毒

◆三小时读懂人类会不会和病毒共存。 ◆只有认识病毒的真面目，才能用科学的方法防疫。 ◆纵览人类与病毒几千年的交手记录，原来并非你死我活的关系。 ◆翻开本书，读懂人类和病毒长达数十万年的猫鼠游戏。 ◆“牛津通识课”系列，是一座针对忙碌的社会人士的可读性强且包罗万千的工具书图书馆。 ◆牛津大学出版社自1995年开始出版的一套系列丛书，堪称镇社之宝。 ◆由世界知名专家撰写，国内专业学者翻译的通识读物。 ◆由点及面的网状知识图谱，按需阅读，帮助读者足不出户了解关于世界的种种真相。

在传染病流行期间，人类可能才对病毒有所认知。但实际上，人类从诞生之日起，就与病毒“朝夕与共”了。 从秋冬季易感的流行性感冒病毒，到容易通过飞沫传播的冠状病毒，再到潜伏期漫长的艾滋病病毒，人类通过想象、猜测和实验，直到将近20世纪中期才首次在电子显微镜下目睹病毒的真容。到了1980年，感染人类长达5000年的天花病毒才被消灭。然而，无论是否真正“战胜”病毒，人类最终与它们达成了长期的平衡，以各自的方式长存于世。 在这本小书中，多萝西·克劳福德形象地描述了病毒的性质和它独特的生存方式。同时，她引领读者认识那些造成人类历史上重大公共卫生事件的罪魁祸首，并预测人类和病毒在未来将如何相互影响。翻开本书，读懂人类和病毒长达数十万年的猫鼠游戏。

[英]多萝西·克劳福德 爱丁堡大学医学微生物学荣誉教授，爱丁堡皇家学会和英国医学科学会会员，因对医学和高等教育的贡献，在2005年获授大英帝国勋章。曾撰写多部关于病毒的书籍。

01 什么是病毒
02 病毒无处不在
03 消灭或被消灭
04 新发病毒感染：脊椎动物传播的病毒
蝙蝠传播的病毒
大型哺乳动物传播的新发病毒
鸟类传播的病毒
05 新发病毒感染：节肢动物传播的病毒
登革热病毒
基孔肯雅病毒
寨卡病毒
裂谷热病毒
蓝舌病病毒和施马伦贝格病毒
06 流行和大流行
空气传播的病毒
粪口传播
07 持久性病毒
疱疹病毒科
逆转录病毒科
肝炎病毒
08 肿瘤病毒
人肿瘤病毒
致癌逆转录病毒
人类嗜T淋巴细胞病毒(HTLV-1)
疱疹病毒
肝炎病毒
乳头状瘤病毒
打了就跑？
09 反败为胜
天花的预防和根除
狂犬病疫苗接种
脊髓灰质炎疫苗接种
接种还是不接种
艾滋病病毒疫苗：是真是假
抗病毒剂
清除持久性肝炎病毒
病毒诊断
10 病毒的过去、现在和未来
未来我们对病毒抱有哪些期望
词汇表
术语对照

     曾经，大部分病毒探索计划的初衷在于寻找引起人类和动植物疾病的病原体。这使人们产生病毒总会导致疾病的印象，但基于分子技术的大规模环境基因组抽样的研究结果表明，人们的认知与事实大相径庭。现在我们已经清楚地认识到，种类繁多且复杂的病毒已在环境中形成了巨大的生物量，它们被形象地统称为“病毒圈”。 微生物是目前地球上最丰富多样的生命形式。其中，全球的细菌数量约为5×1030个，而病毒至少十倍于此——因而病毒才是地球上数量最多的微生物。实际上，全世界的病毒数量超过了所有其他形式生命的数量之和。病毒的多样性同样惊人，据估计，全球约有1亿种病毒。它们无孔不入，侵入了任何被生物占据的生态位，包括海底热泉、极地冰帽、盐沼和酸性湖泊等最不适宜生存的区域。这些地方往往受到被称为“嗜极微生物”的太古物种的青睐。感染古细菌和细菌的病毒被称为噬菌体，部分噬菌体的结构类似于发射台上的火箭。 我们知道未经处理的天然水中含有大量病毒，病毒其实是海洋中最丰富多样的生命形式。海洋覆盖了地球表面的71％，每升海水所含病毒数量多达100亿个，所以全球海洋里的病毒数量约为4×10 30个——如果将它们排成一排，其长度可达1000万光年。 尽管海洋微生物学的研究尚处于起步阶段，但是机器人在不同水深定时采集的一系列样本，以及大规模基因组分析使我们得以窥见这一水下生物群。并且有些线索表明病毒对维持地球上的生命具有重要作用。当然，也有许多海洋病毒会导致海洋动物患病，对商业和生态保护项目构成了实际威胁。这方面的例子包括具有高度传染性且致命的对虾白斑综合征病毒(它曾摧毁过世界各地的虾场)，以及威胁濒危野生海龟种群的海龟乳头状瘤病毒。有些病毒会在陆地和海洋之间传播，从而导致洲际传播，比如能感染海豹、海鸟和人类的流感病毒。最近的研究结果表明，海洋病毒对海洋环境同样有潜在影响，而我们对生态、进化和地球化学循环的认知也深受病毒影响。浮游生物构成了海洋中的漂浮种群，由病毒、细菌、古细菌和真核生物等微小生物组成。尽管它们看似随着洋流漫无目的地漂流，但有一点非常明确，即该种群结构完善，并且形成了相互依存的海洋生物群落和生态系统。 浮游植物是通过光合作用，利用太阳能和二氧化碳生产能量的生物。氧气是光合作用的副产品，而浮游植物生产了地球上近一半的氧气，所以它们对维持地球的化学稳定性具有重要意义。浮游植物是整个海洋食物网的基础，浮游动物和海洋动物幼体捕食浮游植物，继而成为鱼类和高等海洋肉食动物的猎物。海洋病毒能通过感染和杀死浮游生物，控制上述各类重要种群的动态以及各种群的相互影响。例如一种常见且非常美丽的浮游植物——赫氏圆石藻，它们会定期形成水华现象，使广阔的海洋表面变成不透明的蓝色，以至于卫星都能够从太空中观测到。这些水华在突然出现后又会迅速消失，这种盛衰循环就是通过能感染赫氏圆石藻的病毒来进行调节的。因为病毒能在每个被感染的细胞中产生成千上万的后代，所以病毒数量会在数小时内扩增，形成“快速反应小组”，并在短短数日内杀死大部分能形成水华的微生物。 大多数海洋病毒是能感染并控制海洋细菌种群的噬菌体。但它们所做的不止于此。众所周知，噬菌体会将某一宿主的DNA片段错误地整合至下一宿主体内，从而在宿主菌之间快速传递遗传物质。病毒会通过这种被称为“病毒的有性生殖”的行为捕捉宿主基因并在群落中传递，这在海洋环境中十分常见。在随机传递被捕获基因的过程中，罕有对新宿主有利的基因，但有利基因一旦出现就会变得异常普遍。例如，有利基因可以帮助宿主快速适应营养水平变化或特别条件，如深海热泉的高温、高压和化学浓度，以便移居至新的生态位。 除了充当移动基因库外，某些噬菌体携带的基因可以加速其猎物的新陈代谢。例如，很多感染蓝细菌(浮游植物中专享的细菌成员)的噬藻体携带了自己的光合作用基因。其他病毒基因旨在关闭宿主基因，以便生成病毒而非宿主的蛋白质，而光合作用基因抵消了这些基因的影响。过早抑制光合作用会切断细胞的生命线，妨碍病毒度过完整的生命周期，所以噬藻体为此提供了关键要素。这种光合作用基因早已随这些病毒广泛蔓延，以至于全球光合作用约有10％是通过来自噬藻体的基因完成的。 因为浮游植物需要利用阳光来产生能量，所以这些微生物分布在海洋的上层，但是病毒没有这种。每千克海洋沉积物中约有106种不同的病毒，它们会感染并杀死同一区域中共存的细菌。海洋病毒每天共杀死20％～40％的海洋细菌。同时，作为主要的海洋微生物杀手，它们通过所谓的“病毒回路”对碳循环产生了深远影响。 病毒杀死其他微生物后，会将后者的生物量转化为颗粒和溶解有机碳，以便被微生物群落所用。这能增强病毒的生存力并提高二氧化碳生成量，但代价将由食物网上的更高营养级承担。如果没有病毒回路参与，大部分颗粒有机碳会下沉并封存于海底。这种病毒活