你好，欢迎来到《病毒科学课》，我是王立铭。
上一讲，我们说了病毒这种生命形态奇特在哪里。这是一类完美的寄生者，把所有的生命活动都转交给了宿主细胞来完成，自己身体里只携带无可精简的、最小量的遗传物质。与此同时，它们还发明了各种各样的方法，绕过其他地球生命都遵循的各种规则。
而恰恰是这些特性，让病毒成了地球生命最危险的入侵者，常常导致宿主生病。人类世界里有大量的疾病，从普通感冒、流感，到乙肝、艾滋病、以及这次的新冠肺炎都和病毒直接相关。
但不知道你想过一个问题没有：病毒为什么就会让人得病呢？不是说它们在进入细胞之前就像沙子一样，根本不会动吗？它们是怎么跑进我们的身体里，并且让我们生病的呢？
这当然也是一个很本质的问题。因为只有搞清楚了病毒是怎么进入人体的、怎么导致人生病的，我们才能更好地去对抗它。所以这一讲，我们一定要仔细讨论一下。
第一个要素：进入宿主细胞
说起病毒导致的疾病，很多人都会有一个天然的理解：病毒这种东西不好，要是进入人体了，就会导致疾病。这个想法大概和汉语里“病毒”这个词有关系，又“病”又“毒”，这样的东西进入人体肯定不好，不就是服毒吗？
但是我要告诉你，这种对病毒的字面理解是非常错误的。
我们说过，在进入宿主细胞之前，病毒本质上是一种毫无生命迹象的死东西，和一粒沙子没多大区别。而病毒本身的构造，主要就是蛋白质外壳和DNA、RNA这些遗传物质，这些东西本身是不会引起疾病的。打个比方，我们每天吃的肉菜蛋奶里面，当然也有蛋白质和DNA、RNA，我们吃了一点事儿都没有。
在绝大多数时候，如果病毒不能进入我们人体的细胞，那么就算被我们碰到了或者吃下肚子，也不会有任何问题。
举个例子吧，最近两年非洲猪瘟流行，还大大影响了中国的猪养殖业和猪肉价格。这种疾病是非洲猪瘟病毒（African Swine Fever Virus, ASFV）引起的，对猪的杀伤力极大，死亡率几乎达到了100%。但是请注意，感染了非洲猪瘟的猪肉，人吃了一点关系都没有。因为非洲猪瘟病毒只认猪作为它们的宿主，不会识别也不会进入人体细胞。这样一来，对人类而言，吃一口非洲猪瘟病毒就跟吃一口富含蛋白质的食物没什么太大区别。既不病，也不毒。
所以到这里，我们就提出了病毒引发疾病的第一个要素——它得能够进入宿主的细胞。
病毒如何进入宿主细胞？
病毒到底是怎么进入宿主细胞的呢？
几乎所有地球生命都能被一种或者多种病毒入侵，从细菌到真菌，从植物到动物都不例外。但是对于绝大多数病毒来说，它们只会入侵特定物种的特定细胞。这就是生物学上所谓的“宿主选择性”。
比如说乙肝病毒，只会识别和入侵人体的肝脏细胞；艾滋病毒，则只会识别人体某种特殊的免疫细胞……
那问题就来了，病毒在进入宿主细胞之前毫无生命迹象，处在一种绝对的静默状态，它们是怎么识别然后入侵宿主细胞的呢？
这恰恰就是病毒神奇的地方。因为在识别和入侵的过程中，病毒自己什么都不需要干。
我们说过，病毒都会有一个蛋白质外壳，有时候外面还会再包上一层薄薄的膜。在蛋白质外壳或者薄膜上面，会有一些特殊的蛋白质分子的突起。这些突起的作用，就是帮助处在完全静默状态的病毒寻找合适的宿主细胞。
我们拿研究得比较透彻的艾滋病毒来举个例子。艾滋病毒颗粒也是由外层的薄膜、中间的蛋白质外壳和内部的遗传物质组成的。在外层的薄膜上，很规则地插着一些长得像图钉一样的蛋白质分子。图钉的大头叫gp120，尖头叫gp41。这根图钉能够和人体某种免疫细胞上一个叫CD4的蛋白质紧紧结合在一起，就像磁铁的南北极天然就会互相吸引一样。这个被动完成的结合过程，就让艾滋病毒靠近了自己的天然宿主，也就是人体的免疫细胞。
靠近免疫细胞之后，剩下的就是进入宿主细胞了。有意思的是，这个过程同样是被动完成的，不需要艾滋病毒自己做任何事情。
简单来说，在免疫细胞表面另一个蛋白质分子CCR5的帮助下，艾滋病毒和免疫细胞会被拉得彼此靠近。这个时候，图钉的尖头gp41就会刺破免疫细胞的细胞膜，让艾滋病毒的膜和免疫细胞的膜融合在一起，就像两个黏在一起的肥皂泡变成了一个更大的肥皂泡一样。这样一来，病毒颗粒里的蛋白质和遗传物质就能够直接进入细胞内部，开始它们的活动了。
之所以这么详细地描述这个过程，我是希望你能从中看到病毒识别和入侵宿主细胞的两个特点——
第一，病毒自己不需要做任何事情，完全是被动完成的。
当然，它也没有能力做任何主动的动作。只需要借助像蛋白质分子之间的吸引和结合、细胞膜的融合等纯粹的物理过程，病毒就能够找到宿主细胞并且成功入侵。
第二，病毒的宿主选择性，本质上就是看它们依靠结合什么蛋白质分子进入细胞。
换句话说，病毒都是指哪儿打哪儿——如果一个细胞上有它要结合的这种蛋白质，那它就能识别和入侵；如果一个细胞上没有它要结合的蛋白质，那它就没办法进入这个细胞。
这可真是一个聪明的生存策略。
宿主细胞表面的这些蛋白质分子，并不是病毒发明创造的，它们本身就是宿主细胞重要的功能元件。但病毒恰恰就利用了这些天然存在蛋白质分子，作为识别和入侵的工具。由于宿主细胞没法轻易放弃或者改变这些有重要功能的蛋白质，自然也就没有办法阻止病毒的识别和入侵。
就像刚才说到的艾滋病毒，它要结合的CD4这个蛋白质分子，就只有某些免疫细胞表面才有，而且还很有用，能帮助免疫细胞识别入侵的病原体并展开攻击。所以，免疫细胞离不开CD4这个蛋白质分子，自然就会受到艾滋病毒的入侵。
再举个例子，2002年开始流行的SARS冠状病毒和2019年暴发的新型冠状病毒，都是靠病毒表面的尖刺，结合一个叫作ACE2的蛋白质分子。其实，ACE2这个蛋白质全称叫作“血管紧张素转换酶-2”，对于维持心血管系统的正常功能非常重要，但病毒就是要和它们结合。
那么显而易见，人体什么地方的细胞带有这个ACE2蛋白质，这两种冠状病毒就会识别和入侵那些地方的细胞。这就包括人体肺部的某些细胞、肾脏的某些细胞，甚至男性睾丸的某些细胞等。你可能从新闻上看到，新型冠状病毒感染后人体可能会出现多个器官的严重病变，就是因为这些地方的细胞都带有这个ACE2蛋白质。
相反，咱们刚才提到的非洲猪瘟病毒，它识别和结合的蛋白质分子在人体内根本没有，所以人当然就不会被非洲猪瘟病毒入侵，更加不会生病。
病毒如何导致疾病？
是不是病毒只要进入了宿主细胞，就一定会导致疾病呢？
也不是。
其实对于病毒来说，唯一重要的使命就是利用宿主细胞的能量和资源自我复制、繁衍后代，宿主细胞本身的状态它们根本不关心。而且从逻辑上说，宿主细胞健健康康地活着、持续帮病毒制造后代，可能还是最理想的。所以病毒没有动机一定要让宿主生病，更别说死亡了。
其实就在我们每个健康人的身体里，都潜伏着很多种病毒。但是在很多时候，这些病毒能够和人体细胞和平相处，不会对人造成伤害。甚至还有不少科学家认为，某些病毒的入侵可能对人体还有好处，能刺激我们的免疫系统，增强我们的免疫机能。
但是，如果某些特殊的病毒在人体细胞内过分活跃，或者人体的免疫系统比较弱，无法压制那些本来人畜无害的病毒，人就可能会生病。
至于具体生病的原因，可以分成三大类。
第一类比较符合我们惯常的直觉——病毒的活动直接对宿主细胞造成了破坏，从而让宿主生病。
比如说，会引发病毒性肺炎的腺病毒，在人体细胞内完成自我复制后，新的病毒颗粒就需要离开这个细胞，寻找下一个宿主细胞。这个时候，腺病毒会主动命令宿主细胞启动自杀程序，把自己破碎分解掉，这样病毒颗粒就可以被释放出去了。可想而知，如果病毒在短时间内入侵和分解了大批量的人体细胞，人当然就会得病。
第二类原因就稍微有点烧脑了。简单来说，在很多时候，病毒本身不会杀伤宿主细胞，反而是宿主细胞自身的防御措施导致了疾病。
就拿我们讲到的艾滋病毒来说，它的入侵本身并不会杀伤免疫细胞，但是人体的免疫细胞有一套内部监视系统，能够实时监控自己是不是被外来的不明微生物入侵了，如果是，这些细胞就会启动自杀程序。这本身是人体防御病毒的一项措施。毕竟如果宿主细胞主动死亡，那么它体内那些正在繁殖和装配的病毒，就没有机会完成这些活动然后入侵别的细胞了。
但是在艾滋病人体内，这些宿主细胞的防御措施做得过于好了，不仅杀死了已经被病毒感染的细胞，连没有被病毒感染的免疫细胞也顺便被清除了。这样一来，人体的免疫系统就彻底瘫痪，把人体暴露在形形色色的危险病原体之下。所以，艾滋病人如果得不到有效的治疗，往往会很快死于各种稀奇古怪的病原体感染。
第三类发病的原因，和人体免疫系统的机制有关。
我们知道，人体免疫系统的核心任务之一，就是识别和清除我们体内的病毒颗粒。所以在人体细胞被病毒入侵的时候，免疫系统就会被激活，专门在体内寻找病毒的踪迹并加以消灭。如果人体有很多细胞已经被病毒感染了，这些细胞就也会成为免疫系统的攻击对象。
比如说在乙肝病毒慢性感染之后，人体的大部分肝脏细胞内部都会长期存在乙肝病毒的踪迹。这样一来，人体免疫系统就会持续和全面的攻击肝脏，最终导致肝炎、肝硬化和肝癌的发生。
实际上，SARS冠状病毒和新型冠状病毒感染，引发的也是一样的反应——人体免疫系统剧烈地攻击那些携带病毒的人体细胞，比如说肺部的细胞，会在短时间内破坏肺部和其他人体器官的正常功能，导致人发病和死亡。
总结
1. 病毒本身不会导致疾病。只有病毒识别和入侵了宿主细胞，才会导致各种各样的疾病。
2. 病毒依靠自己表面的蛋白质分子，去结合宿主细胞表面的特定蛋白质分子，完成识别和入侵宿主细胞的过程。这个过程完全是被动进行的，不需要病毒颗粒做任何事情。
3. 在病毒入侵宿主细胞之后，可能会通过直接杀死宿主细胞导致疾病，也可能是宿主细胞过度的防御反应引发了疾病。
下节预告
搞清楚了病毒如何导致疾病，下一讲我们说说病毒是如何传播的，看看为什么病毒会导致那么多可怕的传染病，威胁我们的健康和生命。
