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11|兔子战争:传染病病原体的杀伤力会越来越弱吗?

本课涉及
医学史传染病病原体演化

传染病病原体几百万年来在人类宿主身上寄生,不断进化演变,甚至示弱,只为了传播得更广。这是真的吗?

我是孙轶飞。欢迎来到《医学文明 300 讲》。

在前面的课程里,咱们讲了人类怎么一步步走出草原、走出非洲、遍布全球,然后在世界各地定居。在这些人类历史的早期阶段,公共卫生和医疗都不发达,传染病的影响大多数时候是决定性的。

即使到了我们接下来要说的四大文明古国时期,传染病有时候也能颠覆一个文明的存在。

你可能立马想到,很多传染病对我们的危害似乎越来越小了,比如麻疹、 结核病在以前都是致死率特别高的传染病。那传染病病原体的杀伤力真的会在传播过程中变得越来越弱吗?

正式进入关于四大文明古国的学习之前,我们今天先借着兔子和澳大利亚人相爱相杀的故事,来聊聊几百万年来传染病病原体为了寄生于人类宿主,都做了什么演化,甚至是示弱。

兔子如何席卷澳大利亚

先来说说这个故事,关于兔子军团是怎么席卷澳大利亚的。

1859 年,也就是达尔文出版《物种起源》的那一年,一位叫做托马斯·奥斯汀的农场主做了一件小事,他把 24 只兔子从英国运到了澳大利亚。 咱们今天很难准确知道这位大哥的目的是什么,只能猜测大概他是想在自己的农场里打兔子玩。

问题出现在,澳大利亚这个地方是没有兔子的天敌的,而兔子的繁殖能力又极其可怕。如果你还记得高中数学课的那道经典兔子繁殖题目,你就会知道放任这 24 只野兔自由繁殖,会带来大麻烦。

但是托马斯·奥斯汀显然没有在中国上过高中数学课。在之后的 6 年时间,他的农场里光是被打死的兔子就有两万多只。而剩下的兔子眼看形势不妙,立刻选择逃跑。

之后,这支兔子军团以大约每年 110 多公里的速度往外扩张。这个速度看起来不快,但别忘了,兔子们可是一边走、一边吃喝拉撒、一边生小兔子,还能保持这个速度,可以说相当吓人,大有彻底占领澳大利亚的劲头。

好在,澳大利亚人还有地理优势,那就墨累河。这条河是澳大利亚最大、 最长的河流,对不会游泳的兔子来说,绝对是不可逾越的天堑吧?但是你猜结果怎么样?1880 年,兔子竟然过河了,怎么过去的不知道,反正澳大利亚从此无险可守。

到了 1950 年,整个澳大利亚游荡着 6 亿多只兔子,全体澳大利亚国民, 共计 830 万人,全都忧心忡忡。毕竟,平均每人要对付 72 只兔子,他们可没有吃麻辣兔头的习惯。

就在他们发愁的时候,兔子们仍在潇洒地吃草、挖洞、生小兔子,对自然环境的破坏十分严重,已经影响了澳大利亚的畜牧业。

为了干掉这些兔子,医学家们出手了,在他们的建议下,澳大利亚从巴西引进了粘液瘤病毒,这种病毒跟感染人类的天花病毒是远房亲戚。正如印第安人对旧大陆的天花病原体缺乏抵抗力一样,这些在澳大利亚疯狂扩张的欧洲兔子,对美洲的病毒也没有什么抵抗力。

兔粘液瘤病毒从此开始大杀四方,消灭了澳大利亚 98%的野兔。

看起来是不是人类即将取得这场胜利,但实际上,兔粘液瘤病毒没能完全解决问题。1995 年,澳大利亚不得不又引进了另一种兔出血热病毒。 为什么面对可怕的传染病病毒,兔子却没有被赶尽杀绝呢?

病毒与宿主如何相互适应

在病毒引进的第一年,野兔的病死率确实达到了惊人的 99.8%,但很快这个数字就大幅度下降。因为野兔和病毒在演化的过程中相互适应,野兔对病毒的抵抗力增强了,而病毒的毒力减弱了。

如果我们站在病毒的角度思考,这个结果是合理的,如果把所有的宿主全部杀死,那么病毒自己也没法生存了。所以在演化的过程中,病毒就会朝着杀伤力逐渐减弱的方向演化。

从澳大利亚人和野兔死磕的故事,研究专家也得到了一些传染病和人类关系的启示。他们发现病原体杀伤力逐渐减弱这个道理,放在传染病和人类之间,也是合理的。

专家从统计数据发现,澳大利亚野兔数量的最低点在 1953 年,也就是引入病毒的三年之后。

这些野兔从出生到能下崽,大约需要 6 到 10 个月,如果按照人类 25 岁生孩子的话,那么野兔世界中的三年大致相当于人类世界的 90 年到 150 年,而在人类的历史之中,面对致命性传染病时,差不多也需要这么长时间来相互适应。

在面对传染病这件事上, 人类和兔子就这么相互印证了一次。

按照这样的观点看,传染病和宿主在相互接触时存在一定的模式。

一开始,传染病会对宿主造成严重的伤害,但是在演化的过程中,病原体的杀伤力会变弱,最终形成感染人数多、但是杀伤力相对较小的局面。

这样一来,这种传染病才能以一种相对温和的方式,长时间地存在于宿主的群体之中。比如,在人类之中传播的麻疹就是类似的情况。

发生在澳大利亚野兔身上的情况也是如此。经过了兔粘液瘤病毒的洗礼之后,澳大利亚的野兔再也没有恢复到全盛时期的数量,但病毒从此也在澳大利亚扎根,在兔子之中生息繁衍。

澳大利亚人经过这一番操作, 还是没能把兔子赶尽杀绝,这场和兔子的战争一直持续到了今天。

看起来,病原体和宿主的关系讲完了?并没有,咱们还是要继续追问一下,病原体会变弱毋庸置疑了,那这种变弱是不是无休止的呢?

五种病毒,哪一种传播得最广

关于这个话题,一位叫弗兰克·芬内尔的澳大利亚微生物学家开展了一番新的研究。他发现,粘液瘤病毒在野兔群里传播之后,演化出了五个类型。

  • 第一个是最初的原始品种,病死率接近 100%;
  • 第二种虽然稍弱一点,但病死率也超过 95%;
  • 第三种的病死率在 70~95%之间;
  • 第四种就温和得多;
  • 而第五种更是几乎没有什么杀伤力,看起来倒像是大自然生产出来的疫苗。

如果按照病原体和宿主会在演化过程中相互适应、相互包容的观点来看,那么,极其温和的第五种类型显然是非常理想的状态。在这种状态下,病毒在野兔群里广泛传播,而兔子也没受到什么影响,可以说是双赢了。

事实真的如此么?这五种类型的病毒究竟谁会最广泛地传播开来?

芬内尔经过研究后发现,最终胜利的不是杀伤力 100%的第一种,但也不是最温和的第五种,而是居中的第三种,虽然这种病毒确实弱了一些, 但是病死率毕竟也在 70~95%。

杀伤力与传播之间的平衡

芬内尔是这样分析这个结果的:

病毒的杀伤力太大确实不利于传播,如果宿主死得太多、太快,就会来不及把病毒传播出去;而太温和的病毒呢,宿主康复得太快,也不利于传播。

从芬内尔的这个一切都是为了利于病原体传播的解释来看,今天很多的传染病症状都有了很好的解释。

比如说,为什么得传染病的时候,会有很多让人难受的症状呢?感冒了会打喷嚏、咳嗽,得霍乱的人会拉肚子等等。这都是因为这些症状有利于病原体的传播。

感冒是呼吸道传播疾病,打喷嚏和咳嗽能让病原体跑到别人身上,霍乱是消化道传播疾病,拉肚子也是把病原体排出体外。也就是说,正在得病的、能够不断地把病原体排出体外的患者,对于病原体来说是很重要、 很有意义的。

如果病得太轻,意味着病原体在宿主体内繁殖的不够多,排出的也就不够多。如果病得太重,宿主死得太快,来不及把病原体传播出去,也不利于传播。所以对于病原体的演化策略来说,在这两者之间达到平衡, 才是最理想的结果。

至于达到平衡时宿主的死伤情况是什么样的?《三体》里的一句台词说得好:“主不在乎”。

好了,说到这里,关于传染病出现了两种不同的观点:

  • 一种认为,病原体和宿主在共同演化的过程中相互适应、相互包容,病原体会无限变弱;
  • 而另一种观点则认为,病原体的演化方向是要达到一种平衡,一方面宿主要病情足够重,能够排出足够多的病原体,另一方面宿主又不能死得太快,这样才能够有机会把病原体传播得更广。

总结

我们总结一下的话,这两派观点并没有谁对谁错,他们是在不同的时间尺度上讨论传染病问题。

如果咱们把视野放到成千上万年,不少病原体的杀伤力确实整体变弱了,并且有继续变弱的趋势。但如果在区区几十年时间里,可能还不足以引起这种情况发生,病原体依旧会有较高的杀伤力,同时通过引起各种症状,让宿主把它传播得更广。

思考题

我们今天提到了感冒和霍乱的症状,它们都有利于病原体传播,你还知道哪些有利于病原体传播的传染病症状吗?欢迎你结合今天的内容,跟我分享你的发现。

明天见。