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二○○二年，紐約州立大學石溪分校分子遺傳學暨微生物學系的埃卡德．維默爾教授，在他的實驗室中以郵購的成分重建了脊髓灰白質炎病毒。實驗引來了興趣也引來了罵名。維默爾和同事想要達成的目的之一，是提出一個概念性，甚至哲學性的觀點：如果你知道病毒的遺傳「公式」，你就可以重建牠。事實上，他們甚至寫出了以下內容，據稱是脊髓灰白質炎病毒的化學式：

C332, 652H492, 388N98, 245O131, 196P7, 501S2, 340

當然，病毒不是某種簡單的化學合成物，只要有一張原子清單就可以輕易地建構出來。相關的構思必須具有生物和演化上的重要性，除此之外還必須結合各種力量，包括化學或核苷酸層級上的編碼等等，才能為公式賦予意義，否則結果看起來只會像一堆毫無意義的字母和數字排列。因此，雖然維默爾教授在推廣的觀念，似乎像是在說「脊髓灰白質炎病毒是一種惰性化學物質」，但其實他完全不這麼認為。當我問他，他認為病毒是活的還是死的時，他回答了一個神祕難解的「是」。

你必須好好想一會兒，才能體會到他不切實際的幽默感。

二○○九年，微生物學家莫雷拉和羅培茲－賈西亞提出更粗魯的說法，反駁病毒是活物的觀念。他們用的標題是「將病毒排除在生命樹之外的十個理由」。為了公平、清晰起見，我以易於理解的方式整理他們的論點如下：

• 病毒是活有機體的遺傳寄生蟲，只有在細胞型態的有機體、原核生物（真細菌和古菌）演化之後才能存在。
• 由於病毒是專性寄生物，因此不能在宿主體外進行獨立的細胞代謝。病毒不是生命型態。
• 病毒不自我複製。
• 病毒不藉由自身機制演化，只能透過從細胞宿主那裡借來的機制演化。
• 病毒獲得新基因的方式，是從宿主那裡「順手牽」基因。
• 有些最重要的病毒屬，起源僅是宿主基因組的遺傳分支。
• 以上描述可以看出，沒有任何有意義的生命演化樹（譜系學）可以用來描繪病毒。
• 病毒不是由細胞構成。因為生命只能從細胞的角度來定義，所以病毒應該被排除在任何生命型態的考量之外。

我們承認，這些論點思慮周詳。儘管這是我極不贊同的論點，但我有義務基於同等的清晰、以事實為基礎的科學原則，承認這些論點言之成理。

我要從哪裡切入？或許應該從我出奇贊同的幾個要點開始。我同意病毒不是細胞構成的生命型態，也同意病毒因此被排除在目前所謂的「生命樹」之外。然而，這並不是屈服於他們的論點，而是我堅持要有平衡的觀點。既然莫雷拉和羅培茲－賈西亞所指的生命樹，已經特別定義過以符合專屬於細胞的觀點，因此不可避免地排除了病毒。我認為，儘管病毒無法從細胞的觀點加以評估，但牠們具有許多生命獨有的特性。

病毒顆粒在宿主體外可能表現出惰性，但一旦進入宿主細胞，牠就具有許多我們認為可以稱之為生命的特性。牠在宿主防禦系統的險惡世界中，為了生存奮力掙扎，並在倖存下來之後，繼續努力複製自己，儘管要利用宿主的細胞和遺傳生理機制才做得到。因此，在這一點上，我同意莫雷拉和羅培茲－賈西亞的觀點，如果沒有宿主和夥伴，病毒就無法完成自己的生命循環。但是，就算有機體必須依賴生命中的夥伴進行自我繁殖，我們在考量何為生命型態時，也不會將牠們排除在外。有些細菌，例如會造成斑疹傷寒大流行的普氏立克次體（Rickettsia prowazekii），必須生活在宿主的細胞質中，仰賴宿主鼻息才能生存。如果我們更廣泛地看待關聯與依賴關係，蜂鳥和牠們共生的花朵夥伴，難道不是彼此依賴以取得食物、授粉嗎？蜜蜂不依賴從花中汲取的花蜜嗎？確實，產花蜜的花朵不依靠蜜蜂授粉嗎？我們人類難道不是依靠行光合作用的有機體，製造呼吸所必需的氧氣嗎？植物和其他各種有機體，難道不是依靠光合作用生物來製造必要的胺基酸、必要的維生素、必要的脂肪和其他營養素，讓我們能夠日復一日地生存下去？在自然界中，依賴另一種有機體來獲取生命的必要條件並不罕見─這是地球上絕大多數生命型態的典型常態。除了名為自營生物的細菌（這種不尋常的細菌可以從無生命的來源中獲取生存所需的東西），地球上所有其他的生命物種，都依賴其他的生命型態才得以生存。

至於他們提出，只有在有細胞型態生命出現，可供病毒寄生後，病毒才能存在的說法，我們來檢視一下證據。本書後續的章節中，我會提出論點，說明RNA病毒在RNA世界起源的時間，遠比細胞生物出現的時間更早。較早的理論認為，病毒演化的開端，是細胞宿主演化前的遺傳分支，但這也不太可能，因為大多數核心病毒基因都不存在於細胞生物的基因組中。這不排除某些病毒屬可能在演化的某個階段獲得某些宿主基因，但即便如此，我們也一定會發現，這也是所有生命型態演化的特徵，因此這一點完全不至於使病毒喪失被稱為活物的資格。在後續章節中，讀者會發現病毒以極其重要的方式對宿主的基因組演化和宿主生死的生態循環做出貢獻，基因交換和交互作用都是雙向的。事實上，隨著對基因組和基因組水平遺傳移動的能力愈來愈了解，就會知道情況比莫雷拉與羅培茲－賈西亞提出的更為複雜。至於病毒依賴宿主的遺傳及相關生物化學機制，從遺傳的層級而言，在共生關係中是非常正常的。生命樹中有為數眾多的遺傳共生體，而所有遺傳共生體都涉及這種交互作用。

任何一位病毒學家或流行病學家都會發現，病毒的生命週期有限。牠們在宿主目標細胞的環境中「誕生」，以特定宿主體內的特定細胞為目標，應該視為病毒的正常生態。牠們在這種環境中表現出可識別的行為、病理和演化發展模式，與我們預期在有機體身上看到的都相同。儘管病毒利用細胞宿主遺傳及轉譯機制的某些元素自我複製，但複製仍然是按照病毒自身基因組的編碼指令進行。子代病毒顆粒已經演化出一種型態，能夠拋棄宿主，移至宿主體外進入生態系統，在生態系統中以演化前的策略生存，意圖找到新宿主。與某些人想像的惰性化學型態相反，病毒顆粒階段更像種子，利用宿主的動力和各種行為模式，大肆擴張自己的勢力範圍。病毒就像種子一樣，只有在進入目標細胞的「土壤」時，才能充分發揮潛力。病毒像其他生命型態一樣也會死亡，會因為殺病毒藥物而送命，也會因為暴露在不具支持性的環境中或受到各種不同的物理傷害，而在自然環境中自然死亡。

愈來愈多證據顯示，病毒和細胞生命在演化和生命歷程中，本質上是相互依賴的，而不是先前過於簡化的獵人與獵物觀念。今天我們已經知道，從演化之初，病毒和細胞生命的三個域，就在具形塑能力的演化交互作用這個複雜迷宮中緊緊相連。過去的二十年間，對病毒的知識和理解，發生了翻天覆地的變化，讓我們看到過於簡化病毒是什麼及牠們如何演化的定義，有什麼不足之處。現在來看看把病毒當成「遺傳寄生蟲」的過時概念。

多數對於寄生的科學定義，都是一個有機體生活在另一個有機體體內或周圍，代價是會對後者造成傷害。

如今可以看到這個定義過於狹隘，無法涵蓋病毒在與其宿主關係中扮演的各種互動性角色。要更有意義、更具包容性地定義病毒、病毒與宿主複雜的交互關係，就要採用「共生」的概念。病毒和宿主之間的共生關係包括：寄生，即病毒以宿主為代價，從這種關係中獲益；片利共生，即病毒和宿主共存而不損害宿主；互利共生，即病毒與宿主都從這種關係中獲益。因此，用「專性寄生物」這種更準確、更具包容性的定義，可以更有效地取代過時的「遺傳寄生蟲」。上文提到的細菌立克次氏體，也是宿主的專性寄生物。因為病毒依賴宿主細胞以實現重要的生物功能而拒絕承認牠們是生命，但同時卻接受表現出類似依賴性的細菌，在邏輯上是不一致的。

較早一代的演化生物學家，即所謂的新達爾文學派的思維，強調自私的競爭是演化的動力。雖然確實如此，但自私的競爭不再被視為演化成功的必經之途。

生命不只是血淋淋的鬥爭，還需要仰賴無數活生生的交互作用，從個體生物層面的日常掙扎求生，到大自然的大循環，包括水、氧和碳循環。說得明白一點，如果土壤中不起眼的細菌消失了，或者昆蟲滅絕了，我們所知的所有生命都將不復存在。那麼，在自然界複雜的漩渦中，病毒究竟扮演什麼角色呢？有沒有可能，牠們從一開始就在地球生命的起源和多樣性中，發揮了關鍵作用？事實上，本書後續章節將說明，在所有生命依賴的生態循環中，病毒確實扮演關鍵角色。

我們可以理解，病毒與細胞生物是非常不同的東西。本書已經向讀者說明，許多病毒的基因組由RNA而非DNA構成，這種概念在細胞生命體上是前所未聞的。所有的細胞生物都是在由細胞壁包圍的空間內組織成形，擁有能夠將基因轉譯成蛋白質的核糖體機制。病毒不是細胞生物，牠們基因組包裹在殼體中，形成對稱的多面體或圓柱形，而且不具核糖體。前面提到法國病毒學家福泰爾和潘傑西菲利建議，要區分病毒和細胞生物，可以將病毒分類為殼體編碼有機體，而非核糖體編碼有機體。現在，我們來看莫雷拉和羅培茲－賈西亞的主張提出的另一個問題。

病毒是藉由順手從宿主身上偷走基因而演化嗎？莫雷拉和羅培茲－賈西亞將病毒排除在生命樹之外，似乎是由於「巨大病毒是一個新的生命域」這種主張而導致，實屬不幸。我同意他們的觀點。證據顯示，這些病毒藉由從原生生物宿主身上取得大量遺傳資訊，擴展自己的基因組。我認定病毒是有機體的論點，並不是依賴於這個病毒群體。如果我們觀察整個病毒學的領域，會看到許多證據證實病毒是藉由一般的演化機制演化，不依賴從宿主身上順手牽走基因─正好相反。除了巨大病毒的例子外，借用基因的方向在許多情況中都是病毒借給宿主。

那麼，如何重新定義病毒，將現代對牠們的生物和演化理解納入考量？在這種基礎上，我要提出如下的新定義：「病毒是非細胞的殼體編碼專性共生體。」

這個定義與一項事實相符：仔細檢視現代資料庫中的病毒基因組，會發現自然界中只有少數病毒基因來自宿主基因組的基因移轉。例如，以RNA為基礎和以DNA為基礎的病毒，牠們對蛋白質進行基因編碼以自我複製的機制是共通的，但細胞生命型態中沒有發現這種機制。擁有二十面體的DNA和RNA病毒，牠們的殼體蛋白基因編碼機制也是如此。雖然過去生物學家認為有許多病毒，如反轉錄病毒或噬菌體，一開始出現時都是原核生物宿主的遺傳分支，但現在的證據表明並非如此。反轉錄病毒和噬菌體不是衍生自宿主基因組，而是擁有自己的演化譜系，就像任何其他生物群體一樣。

如果有人只將病毒視為化學組合，或者將病毒獨立出來，不考慮牠們與宿主的共生交互作用，就錯過了至關重要的一點：病毒是經歷了龐大且極其複雜的演化軌跡，才成為今天的樣子，就像人類自身的歷程一樣。病毒在宿主體外可能看起來無生理作用，但當牠進入宿主細胞，就會變形化身成牠作為活物的真正生物本質。

耗時費力地去了解病毒，顯然非常重要，對醫學、獸醫學和農業的意義已經顯而易見。但花心思了解病毒，還有另一個同等深刻的原因：病毒在宿主基因組內複製，使牠們不僅具有導致危險疾病的潛力，也使牠們具有改變基因組，從而改變宿主演化軌跡的獨特潛力。近期的研究表明，從生命在地球上出現開始，到今天發展出繁盛的多樣性，病毒都在生命演化中扮演重要的角色。為了理解病毒的角色，需要開放的視角，以更廣闊的觀點看待病毒，及病毒在自然環境中真正的共生潛力。昆蟲學界對病毒的研究雖然頗為駭人，但不失為能啟發人心的開端。

書　名｜《病毒圈：從COVID-19、流感到愛滋與伊波拉，全面認識在我們身邊的病毒》
作　者｜法蘭克‧ 萊恩（Frank Ryan）
譯　者｜范明瑛
出版社｜貓頭鷹出版社
出版日期｜ 2022 年4 月

早在COVID-19之前，病毒就一直存在你我身邊。但病毒到底是什麼？

歷史上的病毒
2019年末開始的COVID-19疫情重創世界，帶來許多不可逆的影響，而造成疫情的冠狀病毒更引發大眾關注。除了冠狀病毒，還有更多病毒與人類息息相關：小兒麻痺病毒導致癱瘓、流感病毒導致大流行、肝炎病毒甚至會直接導致肝癌。甚至還有一些病毒引起的疫情成為人類歷史上的重大事件，包括天花、鼠疫（漢他病毒）、西班牙流感還有致死率極高卻一直爆發疫情的伊波拉病毒。但究竟什麼是病毒？

病毒是生物嗎？
說到病毒，學界最常有的爭論就是要不要把他們劃入生物的一部分。他們有遺傳物質（DNA、RNA）也能夠繁殖，但沒有移動能力，也必須仰賴寄主才能複製。本書作者英國倫敦皇家內科醫師學會會士法蘭克‧萊恩認為我們應該把病毒納入生物的範疇，並從流行病學、生態學與演化學的角度解析病毒的本質。作者從歷史上的經典案例開始介紹常見的人類病毒，詳細講述各科病毒的特性、傳播方式與感染機制、在過去歷史紀錄以及對當時社會經濟等造成的影響以及發現歷史、引起的症狀疾病以及人類應對演進。於此同時，更透過各科病毒的特性來強調病毒和宿主共生共同演化的策略。