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書摘/病毒的「尖刺」可不是裝飾品 秒懂感染關鍵!

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記者陳弋/台北報導

武漢肺炎(COVID-19、新冠肺炎)全球大流行,「病毒」成了我們每天接觸的關鍵字,打開臉書,多是疫情報導和相關發文,走進大眾運輸人人戴著口罩,深怕遭病毒侵染。有論者認為病毒是一種「類生物」,關於病毒是甚麼樣的存在,以及它是否為一種生命形式,科學界仍莫衷一是。《國家地理雜誌》特約撰稿人、知名科普作家逵曼(David Quammen)在《下一場人類大瘟疫》一書中,對於我們司空見慣卻又不諳其箇中奧妙的病毒,作了一番深入淺出的介紹。

▲病毒體外的尖刺,具有重要功能。(圖/Pixabay)

生物老師曾經告訴我們,病毒是由一個核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質構成的非細胞形態,它無法自行表現出生命現象,既不是生物也不是非生物。藉由感染的機制,病毒可以利用宿主的細胞系統進行自我複製,但無法獨立生長和複製。有些科學家認為,病毒存在於化學和生命的邊界上。

逵曼提到,曾獲得諾貝爾獎的英國傑出生物學家梅達華(Peter Medawar)將病毒定義為「用單白質裹著的壞消息」,這裡指的「壞消息」就是遺傳物質,它能利用宿主的細胞來藏身、繁殖,同時經常對宿主造成傷害。

病毒的蛋白質包裹材料叫作「衣殼」(capsid),能保護病毒的內部構造,並協助病毒進入宿主細胞。衣殼同時決定了病毒的外型,比方說伊波拉病毒和馬堡病毒呈長絲狀,狂犬病毒某些角度看起來像子彈,其他還有圓卵形、螺旋形甚至廿面體的病毒。

很多病毒被一層「套膜」(envelope)包覆著,病毒體的外表可能滿布尖刺狀分子突起,這些專屬的尖刺具有重要功能,其構造就像鑰匙,能與目標細胞外部的分子鎖匹配,病毒正是靠著尖刺讓自己附著上目標細胞,就像太空船和另一艘太空船對接,然後尖刺便打開入口,對細胞侵門踏戶。

尖刺的專一性不只限定了病毒能感染的宿主種類,還決定該病毒可能侵染的細胞種類(例如神經細胞、胃細胞或呼吸道上皮細胞),從而導致某一類的疾病。病毒的尖刺雖具備某些功能,但也容易淪為遭受攻擊的弱點,它們是宿主免疫反應的主要標靶,白血球製造的抗體分子能捉住尖刺,防止病毒侵犯細胞。

至於病毒衣殼的內部,一般來說只含有遺傳物質,可能是DNA或RNA。而最近肆虐全球的新型冠狀病毒(COVID-19)就是一種RNA病毒。逵曼指出,RNA病毒相對來說容易突變,關鍵在於它是由一條單鏈分子編碼形成,天生缺乏像DNA雙股分子那樣的修正配置、搭檔系統以及負責校讀的聚合酶,因此得承擔高出數千倍的突變率。

▲科普作家逵曼(David Quammen)在書中探究HIV、伊波拉以及SARS等全球重大流行疫情。(圖/翻攝自網路)

 

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