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你認為所有的病毒都會隨著時間的推移變得更溫和嗎? 這不是兔子殺手。

你認為所有的病毒都會隨著時間的推移變得更溫和嗎? 這不是兔子殺手。

隨著全球 Covid 死亡率已降至 2020 年大流行最初幾週以來的最低水平,人們可能很容易得出結論,冠狀病毒已經變得不可逆轉地溫和。 隨著時間的推移,它們不可避免地會變得更好。

牛津大學進化生物學家 Aris Katzurakis 說:“有一種流行的說法是,自然力量會為我們解決這種流行病。”

但沒有這樣的自然規律,病毒的進化往往會發生意想不到的曲折。 對於許多病毒學家來說,不可預測性的最好例子是過去 72 年來在澳大利亞肆虐兔子的病原體:粘液瘤病毒。

賓夕法尼亞州立大學的進化生物學家安德魯·里德說,粘液瘤已經殺死了數億隻兔子,使其成為科學界已知的最致命的脊椎動物病毒,並補充說,“這肯定是所有脊椎動物疾病中最大規模的屠殺。”

在 1950 年引入後,粘液瘤病毒對兔子的致命性降低了,但 Reed 博士和他的同事發現它在 1990 年代逆轉了進程。研究人員本月發布的最新研究發現,該病毒似乎正在進化為從兔子到兔子的傳播速度更快。

“還有新花樣,”他說。

科學家有意將粘液瘤病毒引入澳大利亞,希望能根除該國的入侵兔。 1859 年,一位名叫托馬斯·奧斯汀的農民從英國進口了 20 隻兔子,以便在他位於維多利亞的農場上獵殺牠們。 在沒有天敵或病原體阻止它們的情況下,它們繁殖了數百萬,吃掉的植物足以威脅整個大陸的當地野生動物和養羊場。

二十世紀初,巴西的研究人員向澳大利亞提出了一個解決方案,他們在一種生活在南美的棉兔身上發現了粘液瘤病毒。 該病毒通過蚊子和跳蚤傳播,對動物造成的傷害很小。 但是當科學家們發現歐洲兔子在他們的實驗室中被感染時,粘液瘤病毒被證明是驚人的致命。

兔子長出充滿病毒的皮膚結節,然後感染擴散到其他器官,通常會在幾天內殺死動物,這種可怕的疾病被稱為粘液瘤病。

巴西科學家已將粘液瘤病毒的樣本運送到澳大利亞,在那里科學家們花了數年時間在實驗室對其進行測試,以確保它只對兔子而不是其他物種構成威脅,因此很少有科學家將粘液瘤病毒注射到自己體內。

在病毒被證明是安全的之後,研究人員將它灑在一些貝類上,看看會發生什麼。 兔子很快就死了,但在蚊子叮咬它們並將病毒傳播給其他人之前就死了。 很快,數百里外的兔子也紛紛死去。

在引入粘液瘤後不久,澳大利亞病毒學家 Dr. 弗蘭克維納開始對他的大屠殺進行仔細、長期的研究。 據估計,僅在前六個月,該病毒就殺死了 1 億隻兔子。 維納博士在實驗室實驗中確定,粘液瘤病毒通常會在不到兩週的時間內殺死 99.8% 的被它感染的兔子。

然而,粘液瘤病毒並沒有根除澳大利亞兔子。 在 1950 年代,維納博士發現了原因:粘液瘤病毒的致命性降低了。 在他的實驗中,最常見的病毒株殺死了至少 60% 的兔子。 被毒株殺死的兔子需要更長的時間才能放棄。

這種進化與當時流行的觀點是一致的,因為許多生物學家認為病毒和其他寄生蟲不可避免地會進化為變得更溫和——這就是眾所周知的毒力降低定律。

動物學家戈登·鮑爾(Gordon Ball)在 1943 年寫道:“通過進化過程,古代寄生蟲對宿主的有害影響遠小於它們最近獲得的那些。”

根據該理論,新獲得的寄生蟲之所以致命,是因為它們尚未適應宿主,因此他們的想法是讓宿主活得更久,讓寄生蟲有更多時間繁殖並傳播給新宿主。

毒力降低定律似乎解釋了為什麼粘液瘤病毒在澳大利亞變得不那麼致命 – 以及為什麼它們在巴西如此無害。這些病毒在南美棉兔中進化的時間要長得多,直到它們不會引起疾病一點也不。

但近幾十年來,進化生物學家對該定律的邏輯持懷疑態度。 適度增長可能是某些病原體的最佳策略,但它不是唯一的策略。 “有些力量可以將毒力推向另一個方向,”博士說。 卡祖基斯說。

里德博士 2008 年在賓夕法尼亞州開始他的實驗室時決定重新審視粘液瘤病毒的傳奇。“我知道這是一個教科書案例,”他說,“我開始思考,‘好吧,接下來會發生什麼?’”他說。 “

在 Wiener 博士在 1960 年代停止使用粘液瘤病毒後,沒有人系統地研究過粘液瘤病毒(他有充分的理由放棄它,繼續幫助根除天花)。

Reed 博士安排將 Viner 博士的樣本運送到賓夕法尼亞州,他和他的同事們追踪了更多新鮮粘液瘤的樣本。 對實驗室兔子的研究。

當他們測試 1950 年代的病毒株時,他們發現它們的致命性低於最初的病毒,這證實了 Wiener 博士的發現,並且在 1990 年代死亡率仍然相對較低。

但後來,事情發生了變化。

較新的病毒株殺死了更多的實驗室兔子,而且通常以一種新的方式做到這一點:通過關閉動物的免疫系統,兔子的腸道細菌(通常是無害的)繁殖,導致致命的感染。

“當我們第一次看到它時,它真的很可怕,”里德博士說。

奇怪的是,澳大利亞的野兔並沒有像里德博士的實驗動物那樣遭受可怕的命運。 他和他的同事懷疑病毒的新適應是對兔子更強的防禦能力的反應,研究表明,澳大利亞兔子在參與第一道疾病防禦(即先天免疫)的基因中獲得了更多的突變。

由於兔子已經形成了更強的先天免疫,Reed 博士及其同事懷疑自然選擇反過來會偏愛能夠克服這種防禦的病毒。 這種進化的軍備競賽抹去了野兔一度擁有的優勢。 但事實證明,這些病毒比這更糟糕。 針對尚未產生這種抵抗力的兔子,例如里德博士實驗室的兔子。

軍備競賽還在繼續展開。近十年前,一種新的粘液瘤病毒株在澳大利亞東南部出現,而這個被稱為 C 系的分支比其他毒株進化得更快。

根據 Reed 博士及其同事的最新研究,感染實驗表明,新的突變使 Lineage C 能夠更好地從一個宿主傳播到另一個宿主,該研究尚未在科學期刊上發表。 一種奇怪的粘液瘤病,它會導致他們的眼睛和耳朵出現巨大的凸起。 它們正是蚊子喜歡吸血的地方——而且病毒更有可能接觸到新的宿主。

病毒學家看到了粘液瘤病毒可以提供的一些重要教訓,因為世界正在努力應對 Covid 大流行,因為這兩種疾病不僅受到病毒基因組成的影響,還受到宿主防禦的影響。

隨著大流行持續到第三年,由於疫苗和感染產生的免疫力,人們比以往任何時候都更加受到保護。

但冠狀病毒,就像粘液瘤病一樣,並沒有走上一條不可避免的緩和之路。

去年秋天在美國出現的 delta 變種比病毒的原始版本更致命。 Delta 被 Omicron 取代,這對普通人造成的疾病不太嚴重。 但東京大學的病毒學家進行的實驗表明,Omicron 變體正在演變成更危險的形式。

Katzwerkis 博士警告說:“我們不知道進化的下一步會是什麼。毒力進化道路上的這一章還沒有寫完。”

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