被病毒占领的人体:你的身体里,正住着380万亿个病毒( 二 )


2017年 , 当时在圣迭戈州立大学(San Diego State University)工作的索菲·阮(Sophie Nguyen)和杰里米·巴尔(Jeremy Barr)证实了许多噬菌体能穿过一些器官表面的粘膜进入人体 , 并找到最后的定居位点 。 一些实验室研究证实 , 噬菌体能穿过人的肠道、肺部、肝脏、肾脏甚至脑部的粘膜 。 但是 , 一旦噬菌体随机地进入如中枢神经系统等几乎没有细菌存在的地方 , 它们可能无法进行复制并最终灭亡 。
人体的病毒组
身体不同部位的病毒组会有很大不同 。 加利福尼亚大学圣迭戈分校的梅利莎·利(Melissa Ly)和我也证明了 , 通过比较没有血缘关系的人的病毒组 , 可以确定他们中是否有人住在一起 。 不同的人可能具有非常不同的病毒组 , 而同居的人似乎有约25%的病毒组相同 。 病毒不仅可以通过咳嗽等典型的传播方式在家庭成员之间传播 , 还可以通过日常接触、共享洗脸槽、马桶、桌子和食物传播 。 虽然我们只研究了一小部分人 , 但数据显示 , 没有恋爱关系的室友与情侣室友共享的病毒比例相当 。 亲密的接触似乎对此没有太多影响 , 只要住在同一个空间就足够了 。
加利福尼亚大学圣迭戈分校的希拉·埃伯利斯(Shira Abeles)发现了男性和女性口腔中的病毒存在巨大差异 , 这可能是由二者体内不同的激素成分导致的 , 但没有人能证明两者存在联系 。 我们确实发现 , 由于地理位置的差异 , 不同人群的病毒组也会存在很大的差异 。 例如 , 西方国家人群的病毒组多样性会低于其他国家 , 这些差异可能与饮食和环境有关 。
虽然人体内的许多病毒都会侵染细菌 , 但还有一小部分也能直接感染人体组织中的细胞 。 这些病毒可能只是少数 , 因为人体的免疫系统会抑制它们 。 当时任职于斯坦福大学的伊韦因·德·弗拉曼克(Iwijn De Vlaminck)证明 , 当一个人的免疫系统面临很大的挑战——例如当一个人因为接受器官移植 , 必须服用免疫抑制药物来避免器官排斥时 , 其体内特定类型的病毒会急剧增加 。 观察结果表明 , 在正常情况下 , 我们的免疫系统可以抑制病毒 , 但当人的免疫系统受到抑制时 , 病毒就会肆无忌惮地繁殖 。
在新冠病毒中 , 我们也能看到这种机会主义 。 新冠病毒的感染者(特别是重症患者)很可能会出现并发症 。 最常见的是继发性细菌性肺炎(secondary bacterial pneumonia)或菌血症(bacteremia , 由血液中细菌增多导致) 。 潜伏在人体内的病毒可能被重新激活 , 例如人类疱疹病毒第四型(Epstein-Barr virus)和巨细胞病毒(Cytomegalovirus) 。 当免疫系统集中于抵抗新冠病毒时 , 患者可能更容易受到其他病毒的危害 。
尽管许多噬菌体是捕食者 , 但它们或许能和宿主细菌一直和谐相处 , 不会在细菌体内爆发 。 当一些噬菌体感染细菌时 , 它们会将其基因组整合到细菌的基因组中 。 尽管一些噬菌体会立即繁殖 , 杀死宿主细菌 , 但也有一些只是持续存在于宿主体内 , 就像进入了安静的休眠状态 。
这可能是一种生存策略:当宿主细菌分裂时 , 需要复制自身的基因组 , 同时也会复制一份噬菌体的基因组 。 在这种模式下 , 宿主的生存决定了噬菌体的生存 , 所以噬菌体在维持宿主存活时 , 也会获得一定的益处 。 我们已经很清楚这种策略为何对噬菌体有利 , 但并不确定它是否对细菌有利 。 不管出于什么原因 , 人体内的许多细菌似乎已经习惯了和寄生的噬菌体生活在一起 。
当时机成熟时 , 这些休眠的噬菌体会苏醒并产生大量子代 , 杀死它们的宿主细胞 。 有时 , 一些噬菌体在离开细菌时 , 会携带细菌的基因 , 这有时能使它们在感染下一个细菌时受益 。 例如 , 我发现唾液中的噬菌体会携带帮助细菌逃避人体免疫系统的基因 。 有些噬菌体甚至携带帮助细菌抵抗一些抗生素的基因 。 噬菌体本身不需要这样的基因 , 因为抗生素无法杀死它们 , 但当它们将基因提供给宿主细菌时 , 就可以帮助细菌存活——也就让噬菌体得以存活 。 我们经常能看到类似的基因转移现象 , 例如细菌和细菌之间也能通过水平转移的方式 , 传播耐药基因 。

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