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武汉加油张丹锋 - 武汉加油

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天若有情,武汉必胜
文/珞珈齐天
一江雄峙两仙山,
龟踞蛇盘武汉关。
拔剑钟馗魔鬼灭,
春风必渡白沙滩。
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新型冠状病毒的来源及其防控
作者:珞珈齐天
子乃布衣,有心杀敌。手无牛刀,何以缚鸡。闲言少讲,书归正传。本人毕业于武汉大学微生物专业,在国内外长期从实病毒学的教学和科研工作,直到72岁退休,算是不辱使命,小有成绩吧,离著名专家教授远矣。
目前,新冠病毒(nCoV)肆虐武汉,席卷全国,作为一名退休教授我心急如焚。困守荆州,隔离于夫人家中。有心杀贼,无力回天;有心建议,何如见领导?山穷水尽,只能眼望青天。
留心网络,发现不少有关nCoV来源的报道。有一种网络倾向,说是nCoV是某个敌对国家造出的人工病毒,意在毁灭我中华民族,或者是国内某研究所与敌对国家合作造出的人工病毒,不小心让病毒逃逸出实验室。对此,有人不能自圆其说,有人拿不出证据,全凭主观臆断;有人不加思维,跟着别人瞎起哄;还有少数人造谣生事,唯恐天下不乱。
然而,言论自由嘛,只要不怀恶意,说就说吧。反正我持保留意见,甚至于不能同意。
本文的主要内容包括:病毒不死,生命长存;nCoV不是人工改造的,是其亲本病毒SARS在蝙蝠体内、按照无神经低等生物的一种所谓的“合目的性”理认,经突变或重组自然进化而来。nCoV通过蝙蝠转播某个中间宿主动物,再转给人类,或者直接转给人类。nCoV通过空气传播是造成此次疫情的主要途径。对环境进行彻底消毒应该引起足够的重视。
写文章不能没有科学根据,我的根据如下。
01


一、病毒不死,生命永存
本人忝列教授,从事分子病毒学的教学科研数十年,从未教过学生“病毒死不死”的问题。这是一个小问题,上不了教科书,可是要用实验证明,却是一个大实验,基本上无法做到。我们要测量空气中、土壤中的细菌很容易,只要用平板、培养基、显微镜、分光光度计就可以了。要测病毒的存在很难办到。所以不少大小专家们说,病毒在自然界只能存活1天,有的说2-3天,有的说4-5天,到底几天?都是无根据的胡说,请问,有谁作过实验?有谁进行过病毒计数?谁能拿出实验依据?
那么,病毒在自然界能活几天?我的观点是,在没有人为干预下,自然界里是“病毒不死,生命永存”的。这个观点是我在本科生期间,我的导师著名病毒学家高尚荫院士给我们上病毒学时讲的,至今记忆犹新。高尚荫先生说,病毒是介于生命和非生命之间的一种最最小的特殊生物,在自然界,病毒不死,它好像是非生物,却保留了生命潜能,若说它是死物,可一当进入细胞,就能复活,所以病毒又是生物。
几十年来,我没有做过病毒计数实验,因为不值得作,也很难作。我的根据是什么?除上述理论根据外,还有下面的无可辩驳的病毒学事实,请看:
1,病毒不得病
病毒可以感染一切生物(人、动物、昆虫、植物、细菌),但却没有一种生物可以感染病毒,病毒不会得病而死亡。
2,烟草花叶病毒数十年不死
美国加州大学著名教授史坦利(Stanley)1935年结晶了烟草花叶病毒(TMV),开创了分子病毒学新纪元,获得1946年诺贝尔奖。为了纪念他,加州大学在他的实验室摆了个大花瓶,里面保存着史坦利的TMV病毒。直到现在,这个TMV还没有死,还有生命潜能。下面介绍史坦利的贡献。
3,病毒可以像无机化合物那样结晶
物质结晶是一个无机化合物概念,是很多无机化合物存在的一种形式,大家都知道,白糖是白粉,冰糖是晶体,这就是蔗糖的结晶。所以一般论为,只有无生命的无机物质才能结晶。



图1显示的是几种无机化合物的结晶体,左上是硫酸铜的结晶体,一水合硫酸四水合铜([Cu(H2O)4]SO4·H2O,五水合硫酸铜),为蓝色固体。右上为白糖(C6H12O6)的结晶体。下图为食盐(NaCl)结晶体
史坦利作了一个惊天动地的大事。他证明了某些病毒有化学结晶型和生命活动型的两种形式。

图2,1935年Stanley的烟草花叶病毒结晶体的电镜照片
1935年,斯坦利(Stanley)发现烟草花叶病毒的侵染性能被胃蛋白酶破坏,在此现象的启示下,他磨了上吨重的感染病的烟叶,企图提纯病毒。在极高的病毒浓度下,他意想不到的得到了在电子显微镜下呈针状结晶的物质,在健康烟叶上磨擦能引起烟草得同样的花叶病。结果充分说明,生命物质(病毒)可以结晶,并把自己的生命保存在无生命的结晶里。
TMV结晶蛋白分子量高达几百万。其侵染性依赖于蛋白质的完整性,侵染性本身就展示了病毒的一种生命特征,被认为是病毒蛋白质的一种特性。
病毒结晶的本质就是蛋白质的结晶。到了上世纪六十年代,生物学出现了一新学科“蛋白质晶体学”。本来,蛋白质是无生命的生物化学分子,一当蛋白质与核酸在一起组成病毒时,蛋白质就成了有生命的病毒分子的一部分。现在,进行蛋白质结晶已经不是什么难事了。


图3,血红蛋白分子和肌红蛋白分子的结晶体
Stanley 的研究论文于1953年发表在Science杂志上,由于他对生物科学的巨大贡献,他被授予1946年诺贝尔奖。
Stanley是世界上填平有生命的病毒和无生命的晶体之间横沟的第一人,他是阐明病毒是介于生命和无生命之间的一种特殊生物,病毒既是生物,又是非生物,又可称之为分子生物,因为病毒的组成就是一个核蛋白大分子。因此,Stanley也是分子病毒学的创始人,他把生物学引领到了分子生物学时代。
获得TMV结晶之后的将近20年时间里,许多其他病毒也相继被结晶出来。1955年,Scaffer和Schwerdt结晶了脊髓灰质炎病毒,它是第一个被结晶出来的动物病毒。
4,流感病毒不死
1918年的西班牙流感病毒( H1N1)大流行,传遍欧亚美洲,历经11个月,造成全球约5000万人死亡。1977年, 由H1N1亚型流感病毒株引起了“俄罗斯流感”大流行。2009年在墨西哥和美国又发现H1N1流感病毒,死亡人数为18449人。
从这些惊心动魄的事实不难看出,病毒没有死,它们完好的保存在自然界中。毒株也有变异,由最初的HINI突变成H2N2或H3N2,但1918年的原始流感毒株H1N1,到老不死,直到2009年再次出现,在自然界里存活了91年。
5,植物病毒不死
病毒感染引起水稻的立枯病、黄萎病,烟草花叶病。年年发病,是谁在田里散布病毒了?没有。俄国科学家伊万洛夫斯基第一个发现了烟草花叶病毒(TMV),他发现上一年的病毒落在土壤中,由于农事操作,病毒粒子落在烟叶上造成感染。水稻病毒也是如此。那么,这些植物病毒在土壤里至少存活一年或以上。
6,昆虫病毒不死
铃虫多角体病毒HzNPV也是如此,我曾带研究生到棉田作实验,年年都能发现感染病毒死亡的棉铃虫。
7,病毒是世界上最最小的生物
病毒是世界上最小最小的生物,其大小以纳米(nm)计,一般为几十个nm,比细菌小几十几百倍,比一粒灰尘小很多很多。由于病毒太小太小,在没有人为外力下,很难自然死亡。好比砸碎一个鸡蛋,轻而易举,杀死一只蚂蚁,只要两个指头一碾即可,要杀死一个病毒,谈何容易。
8,病毒是世界上最最简单的生物
除病毒以外,各种生物都是细胞生物,而病毒是无细胞生物,它的身体简单到只有蛋白质和核酸两种物质,蛋白质组成病毒的外壳,把病毒核酸包裹在里面。就像一个鸡蛋、一粒种子一样,鸡蛋和种子都是有生命的,在合适的条件下,鸡蛋种子不死,它们保留了生命潜能。除非人为地用消毒剂喷洒,使病毒蛋白变性,病毒有可能死亡,也没有任何生物使病毒蛋白腐烂。
9,冰山上的来客
4年前俄国和美国科学家在西伯利亚冻土层的一次探险中,于暴露地表发现了一种体型比普通病毒要大许多的远古病毒。根据病毒的遗传物质测得,这种病毒在冰雪里不死,寿命至少超过1万年。这种巨型病毒最长可以达到0.001毫米,在显微镜下很容易观察。科学家利用寄主细胞,培养这种病毒,竟然发现寄主细胞被侵染,这足以证明,似乎“死了”的病毒,依然具有生物活性,能够复活。
够了,以上9点充分说明了我的观点:在没有人为干预下“病毒不死,生命永存”。
02


一、新冠病毒的来源
1,人造病毒的不可行性
nCoV属于有包膜(+)链RNA病毒,全基因组2.9万个核苷酸,少部分区域可以编码病毒蛋白,称为开放阅读框(ORF)。nCoV和其他冠状病毒一样,在其RNA 5’端有5个ORF,编码5个蛋白,即E(包膜蛋白),M(跨膜蛋白),S(刺突感染性蛋白),N(衣壳蛋白),14(?)。nCoV的包膜蛋白与SARS和MES2的同源性不到75%,它们都以蝙蝠为天然属主。

图4,冠状病毒结构
如果某国敢与我国开战,不可能采取人造病毒的策略。因为:
1),病毒S蛋白S-2区长248个氨基酸,假设S蛋白全长500氨基酸,相当1500个核苷酸。要对其功能域一个一个地人工改造,操作十分复杂。包括设计引物,选择载体,构建重组质粒,进行基因工程操作,如果只是定点取代4个氨基酸,是如何知道只改造4个氨基酸?如何准确定位这12个核苷酸?如何保证准确无误?又能保证三维结构、感染模型的正确,而不对病毒的特征特性有丝毫影响。如此繁琐,不组织大兵团作战,很难成功。如果位点选错,将前功尽弃。
2),通过动物实验确证,侥幸成功了,如果病毒丢失了某些特性,又是再一次的前功尽弃。
3),这个人造病毒的感染力增加,毒力却下降。请问,如果是为了消灭我中华民族,用原始SARS或者流感病毒岂不更好,干吗要花大价、费大力,合成一个毒力下降的人工病毒?
4),中国已经有了成功扑灭SARS病毒的经验,还怕你再派一个毒力更低的小兄弟吗?
5),进行病毒战、基因战,就是走日本侵略者的老路,不怕受到世界人民的遣责、受到国际法庭的审判吗?
6), 即使人造病毒成功了,如何携带?如何传送?如何撒布?隔洋隔海,困难重重,就不怕自害其身吗?
7),如果某国敢冒天下之大不韪与我国开战。老是说,他们现在的国力、军事势力恐怕都在我之上。他们要打,有的是办法,还用得着搞一个劳民伤财、费力不讨好的人工病毒吗?!
8),有人指责,甚至质问我国某研究所的某研究员与美国合作,5年前就已研制成功这种人造病毒,如果此信息属真,也不是完全的人工制造,而是人们有目的性的利用蝙蝠体内SARS病毒的自然突变的结果。据说,美国政府是制止这一项危险性研究的。美国政府不可能到中国来撒布病毒。有人散布这个病毒是某研究员或其实验室有意或无意泄露、或实验动物逃逸而带来的恶果。没有证据,至少到现在这是不负责任的无稽之谈。
2,新型冠状病毒从何而来
冠状病毒有4个属,即α,ß,δ,γ.其中ß属包括SARS,MERS-2和nCoV病毒,均以蝙蝠为天然宿主。它们如亲兄弟,居住在蝙蝠体内,但nCoV与它两个哥哥的核苷酸同源性并不太高,大约80%左右。而从这次感染病人提取的核酸发现,所有病人的核酸基本是一致的,同源性占97%以上。结果说明了两点:
第一,新冠病毒还是一个刚出茅庐的“小伙子”,还是第一次感染人类,就显示了它那不凡的感染能力。
第二,nCoV究竟从何而来,目前学者们否定了SARS病毒是它的直接祖先。可怜的新冠病毒,难道你像孙悟空那样是从石头缝里炸出来的吗?


图5,左图是漫画,表示病毒S-蛋白是专用于打开受体细胞ACE2大门的钥匙。右图可看出,病毒的生命物质单链RNA居于病毒颗粒的最中心。
1),低等生物的“合目的性”
世界上有神经系统的高等生物,忙碌一身的目的就是生儿育女,这叫生物的“目的性”。大量的无神经系统低等生物,包括病毒,它们没有生命目的。但是,它们一身的行为符合繁衍后代的目的,生物学上叫做“合目的性”。记得在我一年级时,武汉大学著名生物学家何定杰老前辈举了一个风趣的例子,他说,人为什么长耳朵,就是为了戴眼镜嘛!这就是“合目的性”。同样,当母昆虫受精产卵之后,筋疲力竭,雄昆虫则把自己当成食物,让母昆虫给吃掉了。雄虫看到它的子孙后代繁殖成功,于是自愿赴死,何等壮烈啊,这就是昆虫的“合目的性”。
2),nCoV是SARS或MES-2突变/重组而来
病毒基因组在细胞中的复制,即生儿育女,也是一种“合目的性”。蝙蝠体内的SARS病毒已经是过街老鼠,它繁殖后代的“合目的性”如何达到?如是就采取自然重组、自发突变的方式,将自己S蛋白的4个氨基酸突变成另外4个氨基酸。这样,SARS病毒就变成了nCoV病毒。当然,也可能是SARS病毒在蝙蝠细胞中复制时自然重组的结果。如果nCoV病毒不是SARS病毒的儿子,至少也是亲兄弟,就像包拯是由其哥嫂抚养成人一样。
科学假说只要合理性,而不须实践性。然而我却有病毒复制突变理论的证据。
3),冠状病毒核苷酸的平均进化速率
冠状病毒核苷酸每个位点每年的平均进化速率约为。病毒基因组在复制过程中,每个复制周期都会产生突变。因此,SARS在蝙蝠细胞中复制时,完全可能产生核苷酸突变。按照低等生物的“合目的性”,突变成新型冠状病毒nCoV。
4),布朗运动
生命是在几万年前,由海水中大量的有机微粒“自由碰撞”的结果,即“布朗运动”。蝙蝠体内的数以千万计的冠状病毒颗粒也存在布朗运动。它们自由碰撞,相互找到“舞伴”的机会很多,两个SARS颗粒的单链RNA“亲密”地结合在一起,发生核酸重组,成了一条新的RNA链,于是乎,一个新型的冠状病毒宣告诞生。
所以我论为,蝙蝠体内即存在SARS病毒自然突变重组的几率,也存在突变重组的环境,应该是合理的。
5),病毒学的几点证据
A,在冠状病毒老家“窑洞”里(蝙蝠细胞)住着两户人家SARS和MERS-2,经过重组或突变产生了nCoV,三种病毒都是一丘之貉。
B,新冠病毒比之其亲属,其“谋生本领”(感染力)增加,“杀生能力”(死亡率)减少。符合低等生物自然进化的“合目的性”原理。
C,它们被其天然宿主带到某个海鲜市场,感染了另一个未知野生动物(中间宿主),最终感染人类(终末宿主),或者直接感染某个倒霉人造成大规模流行。
等等这些,与当前的研究结果一致,与病毒发展进化的原理一致,事实摆在面前,难道还需要什么别的证据吗?
03


一、新冠病毒的转播
上海市政府举行疫情防控新闻发布会。在发布会上,卫生防疫专家强调,目前可以确定的新型冠状病毒感染的肺炎传播途径主要为直接传播、气溶胶传播和接触传播三种。
直接传播是指患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫,呼出的气体近距离直接吸入导致的感染;气溶胶传播是指飞沫混合在空气中,形成气溶胶,吸入后导致感染;接触传播是指飞沫沉积在物品表面,人的手接触后,再接触口腔、鼻腔、眼睛等粘膜,导致感染。
1,直接传播
直接传播包括喷嚏、咳嗽、飞沫。这是一种短距离的传播、不会造成病毒流行。病人在打喷嚏、咳嗽时,产生飞沫,其中含有大量病毒,然而喷嚏咳嗽出来的病毒被健康人吸入的距离不超过1米,飞沫可能在2-3米之间,这种直接的短距离传播不是此次大规模流行的主要传播途径。

图6,美国CDC照片,病人喷嚏咳嗽飞沫造成近距离传播
2,气溶胶传播
气溶胶是指悬浮在气体(如空气)中的固体和水分的混合颗粒(直径 0.001~100微米),即由水分、空气和病毒组成的一种微小颗粒。因此,在地球上,上至平流层,下至地表都充斥着气溶胶颗粒物,云、雾和霾都属于气溶胶。一般直径小于5微米的颗粒物就能很轻易地沿着呼吸道进入肺泡,而5-10微米的颗粒物则会侵入支气管。
当病患咳嗽打喷嚏时,会释放大量含病毒的液滴,包括大液滴(飞沫)和直径较小的气溶胶。前者就是直接传播,通常传播距离较短,后者则是气溶胶传播,随着液体被蒸发,最后剩下感染性的病毒,这也是医生担心传染性疾病中出现气溶胶传播的原因。
2009年,美国暴发H1N1甲型流感后。荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心发现,气溶胶不仅出现在咳嗽或打喷嚏时,即使是正常的呼吸也会释放一些气溶胶颗粒,其直径小于1微米。
在12名受试者的呼吸气体样本中,4名受试者检测出了流感病毒RNA,多个样本都含有甲型流感病毒RNA。
在病人没有咳嗽或者打喷嚏时,医护工作者在其身旁呆上15分钟,再感染几率大约为2.9%,而通过气溶胶(5微米颗粒)感染的几率只有0.00083%,也就是不到十万分之一。
病人0.6米内咳嗽的直接感染率达到14%。而与咳嗽患者接触15分钟,直接感染的几率为2.1%,而受气溶胶感染的几率为0.045%。因此,对于流感病毒,受气溶胶感染的概率远低于直接感染的几率。
中日友好医院副处长郭丽萍表示,“虽然气溶胶传播比飞沫传播远,但病毒相对浓度较低,致病力会大减。”
尽管现在还没有直接证据证明新冠病毒会通过气溶胶传播,但提前进行预防是非常有必要的。不要过度恐慌,但也不能掉以轻心。
新浪科技2020-2-12报道,根据目前的官方消息,新型冠状病毒的气溶胶和粪口传播途径尚待进一步明确。

图7,上图是近距离接触传播;中是气溶胶的空气传播;下图是病人接触物品的接触传播。
2,空气传播
目前,新冠病毒来势凶猛,确诊率和死亡率居高不下,应该引起所有人的重视。传播途径的确定对于战胜疫情的蔓延至关重要。
按照医学家的观点,新冠病毒的传播有直接传播(咳嗽喷嚏),飞沫传播、气溶胶传播和接触传播四条途径。然而直接传播距离短,很难造成病毒的大规模流行,飞沫传播的本质还是气溶胶传播,而气溶胶传播的感染率是很低很低的,也不足以形成病毒的大规模流行。那么,什么途径是此次新冠病毒大流行的罪魁祸首呢?本人杜撰的观点是“空气传播”,不求公众点赞,只求引起医生和决策部门的重视。
病毒是世界上最小最小的生物,其大小以纳米(nm)计,一般为几十个nm,比细菌小几百上千倍倍。因此,在空气中,病毒的重量可以忽略不计,应该不受大气重力(每秒每秒980厘米)的影响,一点小的空气波动,或轻轻微风,就可带动病毒运行。因此,在疫情区人类生活的空间(大约向上100米左右)可能存在大量病毒粒子,病毒离开细胞就不能生活,但病毒有一种天然的噬细胞特性,nCOV可从人的呼吸道传入人体。因此,现在网上流传感染人的唯一途径是通过病人咳漱、打喷嚏,病毒附着在飞沫载体上,通过飞沫传染。我觉得这种观点大有商榷之处。我论为,空气传播才是此次疫情蔓延的主要途径:
1),病毒的生存不需要依赖载体,前面已用流感病毒、艾滋病毒、植物病毒、昆虫病毒证明,毋需多言。
2),在没有人为干预的条件下,病毒不死,它以具有生命潜能的颗粒存在。上面讲了许多,这里也毋需赘序。
3),病人呼出大量病毒,不一定都形成气溶胶。气溶胶水分蒸发,留下的还是病毒颗粒,因此,病人散发在空气中的大量病毒才是造成疫情上升的主要途径。
4),气溶胶和飞沫都不能独立存在,它们均在空气中漂浮,没有空气作为承载体和传送带,它们是进不了人呼吸道的,所以,归根结底,还是空气传播。空气传播本身就囊括了飞沫传播和气溶胶传播。
04


四、新冠病毒的防控
如何有效的防控疫情?我曾以一个普通教授的身份给武汉大学校长去信,也于1月30日在微信公众号上发文,谈到新冠病毒的防控问题,有兴趣者可查阅。
此次疫情可分为疑似病例、确诊病例、住院病例。其中的关键是消除疑似病例,决不让其发展为确诊病例。只有疑似病例比率下降,确诊病例也会下降,我们就会看到胜利的曙光。因此,我们不能把眼光全部盯在医院和住院病人身上,要对疑似病例采取强化措施。
住院病例是会有分化的,一部分人被治愈出院,少数病例可能会走向死亡。当此之时,就是我们扑灭新冠病毒疫情的胜利时刻。这一时刻不会太久,我估计,三月下旬就会到来。高潮过后,天空必定又是一片晴朗。
基于上述观点,我提出如下措施。
1,继续加强隔离、戴口罩、不聚会、勤洗手等必要的措施,避免疑似病例转化为确诊病例,根治疫情上升和扩大。
2,大面积消灭病毒:医院和隔离区是病毒的大本营,建议喷洒酒精或其它消毒剂,在地面、室内(门窗、墙壁、病床、办公室、通道)和室外广场等地全面喷洒。必须严控酒精自然起火,造成火灾。
3,在重点街道以及农村居民点,同样加强喷洒。保护疑似病例。
这样运作不仅有利于此次疫情的防治,也可防止新冠病毒在若干年之后的死灰复燃。
由政府主导,加强新冠病毒疫苗和抗体的研究,在减毒疫苗或新冠病毒抗体成功之日,对重点疫区居民普遍注射疫苗或抗体。疫苗(或抗体)和病毒之间的关系,就像茶杯和杯盖的关系,茶杯可以喝水,盖上杯盖,茶杯不能装水,茶杯就失去了功能。即使新冠病毒卷土重来,至少不会造成大规模的流行。

|作者简介|
齐义鹏(珞珈齐天)武汉大学国家二级教授,1937年9月25日生,1961年武汉大学生物系毕业。1989年国务院批博士生导师,享受国务院特殊津贴。三届武汉大学学位委员会委员,生科院学位委员会主任,武汉大学生物技术系主任,病毒系主任,病毒所所长,病毒重点学科负责人,211工程建设项目负责人。国家基金委两届二评专家,国家973项目海洋病毒组组长。1985年留学美国OHIO州立大学,获荣誉博士学位,1989年到美国加州大学(Riversid分校)作博士后,1996年分别受日大阪大学、美国Kalorida大学,以色列Heblue大学邀请作访问教授,应邀到近20个国家参加学术会议。获国家重大项目、重点项目、973项目、八五/九五攻关项目,基金项目、博士点项目等近30项。为硕博士生开课“基因工程原理和方法”和“分子生物学”。培养硕士生45人,博士生68人,博士后2人,发表论文188篇(其中国外SCI论文102篇)。获国家自然科学二等奖1项,国家教育部一等奖4项,省级一等奖1项,二等奖2项。3次被武汉大学授予优秀博士生导师,获湖北省20大优秀科技工作者称号,湖北省科技精英称号,中国科协授予全国优秀科技工作者称号。国家有突出贡献专家,72岁退休。


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