陈忠华教授开讲丨病毒与人类共演化_北京时间

陈忠华教授开讲丨病毒与人类共演化

我们的家园——地球有46亿年的历史。最低等的非细胞生物体(如病毒)大约有38亿年的历史。而我们人类最多也只有300-600万年的历史。病毒在人类诞生之前就已经存在了几十亿年。它们“先入为主”的客观存在,既不以人的意志为转移,也不因人的行为而消失。它们才是蓝色星球最初的“原住民”。

陈忠华教授开讲丨病毒与人类共演化

我们的家园——地球有46亿年的历史。最低等的非细胞生物体(如病毒)大约有38亿年的历史。而我们人类最多也只有300-600万年的历史。病毒在人类诞生之前就已经存在了几十亿年。它们“先入为主”的客观存在,既不以人的意志为转移,也不因人的行为而消失。它们才是蓝色星球最初的“原住民”。人类为了更好地生存,可以彻底消灭比自己大的凶猛动物(如长毛象、剑魂虎等),然而,面对比自己小的动物(如老鼠、苍蝇、蚊子等),尤其是微生物(如细菌、真菌、病毒)却无能为力。人类应尊重大自然并与之和谐相处。

病毒是一种特殊的生命形式,其结构极其简单。它本身并无完整的生命系统,只是存在,没有生死。只有在机缘巧合之时,自然环境条件得当之处,病毒才能进入人体细胞,其生命的形式才得以发挥。通过复制、扩增、释放、再复制等一系列过程,借助人体这个生命个体完成其自身的生命活动周期。在病毒呈几何指数复制过程中有很大的机率会“走样”——基因突变,于是就出现了新的变异株或亚群。所以,变异是绝对的,而且是随机的,尤其是像新冠病毒这样的单链RNA病毒。

人类在演化过程中不断从自然环境中获取营养,这些营养包括氧气、水分、蛋白质氨基酸、碳水化合物,钾、钙、铁等微量或锌、硒、氟等痕量元素以及各种微生物。其中,微生物的营养作用不可忽视,它们存在于人体与外界相通的各个体腔,是各种自然菌群的来源。尤其是肠道菌群,对维持正常生理生态相当重要。本文要强调的是人类演化过程中的另一个非常重要的“营养元素”——病毒。当病毒进入人体细胞后,有可能在细胞核内留下它的DNA片段。这些片段在人类演化过程中丰富了我们的DNA内容,并与病毒的演化达到同步效应,使人类更适应自然环境的变化,与大自然和谐相处。

当然,在有文字记载的历史中,人类曾多次发生灾难性瘟疫大流行,并导致大面积死亡。这在过去纯属偶然中的必然,大约几百年发生一次。这是人类大多数个体还没有完全适应某种新的病毒变异株的结果。达尔文的进化论强调的是“适者生存”,而不是强者生存。这一点在流行病学中体现的淋漓尽致。一场大流行过去,可能带走部分老弱病残,偶尔也有可能带走个别赳赳武夫。谁走谁留这由特定毒株和特定个体之间的演化是否同步、是否互相适应而定。在特定的疫苗问世之前,人为干预起到的作用几乎微不足道。

病毒是个简单颗粒,并没有进化出大脑皮层。没有产生思维能力的物质基础,自然也就不可能产生所谓与人为敌的战略思想。所有将病毒拟人化的描述和推测都是违反科学常识的。人类的生活、生产、社交、医疗等活动在不断改变。尤其是近百年来,病毒存在的自然环境发生了翻天覆地的变化。城市化进程、高密度居住、密集劳动型生产活动、快捷而密闭的交通工具、以及频繁而且跨区域的社交活动等,为一次次流行病推波助澜。危害人类公共卫生健康的大流行从以前的几百年一次,到几十年一次,再到几年一次,已成为明显的、不可避免的趋势。尤其是呼吸道传染病,以上种种生活方式的改变都是助力病毒大流行的得天独厚的外部条件。地球上的一切生物,包括病毒与人类,都处于不断演化之中。目前已知的可以直接导致人类疾病的冠状病毒至少有 7 种,新冠病毒就是其中之一。每隔若干年就会演变出一个新的品种,给人类带来瘟疫和灾难。简单地说,下一个致命性病毒出现,也是一个大概率事件。

《死神的凯旋》1562,Pieter Brueghel the Elder

人类针对某种病毒采取的人-人隔离、物理阻断、生物防御、化学消杀、药物治疗,这五大应对措施形成了一堵强大的阻断墙,最终能突破这堵阻断墙的毒株于是就被筛选出来并进入流行渠道,造成难以遏制的大流行。奥密克戎就是其中的典型的代表:3年来,其R0值(传播指数)从原始株的R0-4变成R0-18,其中人为干扰功不可没.低载量、长期、反复、多次接触或暴露病毒者更容易产生适应,成为无症状感染者。如果没有严重的基础疾病,很少发生重症或死亡。而免疫学中所描述的“奠基人现象”(founder effect)就是指从来未接触过病毒,一次高载量暴露,直接导致致命的炎性风暴反应,后果自然相当严重。

Pox Party and Flu Party

低载量、频繁、反复、慢性感染,致敏与脱敏,抗体与Tm细胞

公元前8000年,人口大约为500万,农业文明刚刚开始。之后的几千年时间人类的增长极为缓慢。自然环境的恶劣,以及大规模的战争,使得这一数字出现了停滞,甚至倒退。直到公元一世纪世界人口才突破3亿。中国西汉时期人口只有6300万。2021年全国总死亡人数为1014万,平均每天死亡人数2.85万,相当于每3秒钟有1人离开。同年我国新生儿数1062万,人口“净增”仅48 万。2022年我国人口首次出现负增长。

根据联合国《人口发展趋势的决定因素及后果》,500万年来地球总共出现过的人口总数为1000-1100亿;是目前地球上活着的人口总数的13倍;是我国总人口(13亿)的85倍。1100亿人,每人站立的面积为1160平方厘米,陆地总面积为1.5亿平方公里,几乎可以站满地球全部陆地(所有地球陆地上能站1284亿人)。好在还有生老病死的自然规律,否则到了我们的下一代连站的地方都没有。新冠病毒导致死亡的科学统计方法为每十万人额外全因死亡数(Excess All-cause Mortality),即:2022年全因死亡数减2021年全因死亡数再除以100,000。与2021年相比,2022年美国全国平均每10万人额外全因死亡人数仅为145.5,即:千分之1.45。可见,人类适应病毒演化的能力相当的强。人类生生不息,繁衍数百万年,完全是人与自然环境相适应,人类与病毒同步演化的结果。

人类演化:进化与退化同时发生

随着科学技术的发展,精准的疫苗和药物无疑可以辅助人类群体和个体渡过一时的难关。然而,人类自身的抵抗力才是问题的关键。正如先哲所说:生命在于运动。现代运动医学的研究成果也表明,因人而异的适当运动,可以减少慢性疾病的发生和提高抵抗传染病的能力。各人按照自己的认识和理解,科学地构建自身的健康防疫工程是现代公民的天职。

作者:陈忠华 教授

华中科技大学同济医学院附属同济医院OPO首席顾问

华中科技大学同济医学院附属同济医院“长江学者”特聘教授

中国人体健康科技促进会人体器官与组织捐献委员会主任委员

中国器官获取与分配工作委员会副主任委员

中国人体器官捐献与移植委员会(ODTC)委员

中国器官移植发展特别工作委员会委员

陈忠华教授开讲丨病毒与人类共演化

我们的家园——地球有46亿年的历史。最低等的非细胞生物体(如病毒)大约有38亿年的历史。而我们人类最多也只有300-600万年的历史。病毒在人类诞生之前就已经存在了几十亿年。它们“先入为主”的客观存在,既不以人的意志为转移,也不因人的行为而消失。它们才是蓝色星球最初的“原住民”。

陈忠华教授开讲丨病毒与人类共演化

我们的家园——地球有46亿年的历史。最低等的非细胞生物体(如病毒)大约有38亿年的历史。而我们人类最多也只有300-600万年的历史。病毒在人类诞生之前就已经存在了几十亿年。它们“先入为主”的客观存在,既不以人的意志为转移,也不因人的行为而消失。它们才是蓝色星球最初的“原住民”。人类为了更好地生存,可以彻底消灭比自己大的凶猛动物(如长毛象、剑魂虎等),然而,面对比自己小的动物(如老鼠、苍蝇、蚊子等),尤其是微生物(如细菌、真菌、病毒)却无能为力。人类应尊重大自然并与之和谐相处。

病毒是一种特殊的生命形式,其结构极其简单。它本身并无完整的生命系统,只是存在,没有生死。只有在机缘巧合之时,自然环境条件得当之处,病毒才能进入人体细胞,其生命的形式才得以发挥。通过复制、扩增、释放、再复制等一系列过程,借助人体这个生命个体完成其自身的生命活动周期。在病毒呈几何指数复制过程中有很大的机率会“走样”——基因突变,于是就出现了新的变异株或亚群。所以,变异是绝对的,而且是随机的,尤其是像新冠病毒这样的单链RNA病毒。

人类在演化过程中不断从自然环境中获取营养,这些营养包括氧气、水分、蛋白质氨基酸、碳水化合物,钾、钙、铁等微量或锌、硒、氟等痕量元素以及各种微生物。其中,微生物的营养作用不可忽视,它们存在于人体与外界相通的各个体腔,是各种自然菌群的来源。尤其是肠道菌群,对维持正常生理生态相当重要。本文要强调的是人类演化过程中的另一个非常重要的“营养元素”——病毒。当病毒进入人体细胞后,有可能在细胞核内留下它的DNA片段。这些片段在人类演化过程中丰富了我们的DNA内容,并与病毒的演化达到同步效应,使人类更适应自然环境的变化,与大自然和谐相处。

当然,在有文字记载的历史中,人类曾多次发生灾难性瘟疫大流行,并导致大面积死亡。这在过去纯属偶然中的必然,大约几百年发生一次。这是人类大多数个体还没有完全适应某种新的病毒变异株的结果。达尔文的进化论强调的是“适者生存”,而不是强者生存。这一点在流行病学中体现的淋漓尽致。一场大流行过去,可能带走部分老弱病残,偶尔也有可能带走个别赳赳武夫。谁走谁留这由特定毒株和特定个体之间的演化是否同步、是否互相适应而定。在特定的疫苗问世之前,人为干预起到的作用几乎微不足道。

病毒是个简单颗粒,并没有进化出大脑皮层。没有产生思维能力的物质基础,自然也就不可能产生所谓与人为敌的战略思想。所有将病毒拟人化的描述和推测都是违反科学常识的。人类的生活、生产、社交、医疗等活动在不断改变。尤其是近百年来,病毒存在的自然环境发生了翻天覆地的变化。城市化进程、高密度居住、密集劳动型生产活动、快捷而密闭的交通工具、以及频繁而且跨区域的社交活动等,为一次次流行病推波助澜。危害人类公共卫生健康的大流行从以前的几百年一次,到几十年一次,再到几年一次,已成为明显的、不可避免的趋势。尤其是呼吸道传染病,以上种种生活方式的改变都是助力病毒大流行的得天独厚的外部条件。地球上的一切生物,包括病毒与人类,都处于不断演化之中。目前已知的可以直接导致人类疾病的冠状病毒至少有 7 种,新冠病毒就是其中之一。每隔若干年就会演变出一个新的品种,给人类带来瘟疫和灾难。简单地说,下一个致命性病毒出现,也是一个大概率事件。

《死神的凯旋》1562,Pieter Brueghel the Elder

人类针对某种病毒采取的人-人隔离、物理阻断、生物防御、化学消杀、药物治疗,这五大应对措施形成了一堵强大的阻断墙,最终能突破这堵阻断墙的毒株于是就被筛选出来并进入流行渠道,造成难以遏制的大流行。奥密克戎就是其中的典型的代表:3年来,其R0值(传播指数)从原始株的R0-4变成R0-18,其中人为干扰功不可没.低载量、长期、反复、多次接触或暴露病毒者更容易产生适应,成为无症状感染者。如果没有严重的基础疾病,很少发生重症或死亡。而免疫学中所描述的“奠基人现象”(founder effect)就是指从来未接触过病毒,一次高载量暴露,直接导致致命的炎性风暴反应,后果自然相当严重。

Pox Party and Flu Party

低载量、频繁、反复、慢性感染,致敏与脱敏,抗体与Tm细胞

公元前8000年,人口大约为500万,农业文明刚刚开始。之后的几千年时间人类的增长极为缓慢。自然环境的恶劣,以及大规模的战争,使得这一数字出现了停滞,甚至倒退。直到公元一世纪世界人口才突破3亿。中国西汉时期人口只有6300万。2021年全国总死亡人数为1014万,平均每天死亡人数2.85万,相当于每3秒钟有1人离开。同年我国新生儿数1062万,人口“净增”仅48 万。2022年我国人口首次出现负增长。

根据联合国《人口发展趋势的决定因素及后果》,500万年来地球总共出现过的人口总数为1000-1100亿;是目前地球上活着的人口总数的13倍;是我国总人口(13亿)的85倍。1100亿人,每人站立的面积为1160平方厘米,陆地总面积为1.5亿平方公里,几乎可以站满地球全部陆地(所有地球陆地上能站1284亿人)。好在还有生老病死的自然规律,否则到了我们的下一代连站的地方都没有。新冠病毒导致死亡的科学统计方法为每十万人额外全因死亡数(Excess All-cause Mortality),即:2022年全因死亡数减2021年全因死亡数再除以100,000。与2021年相比,2022年美国全国平均每10万人额外全因死亡人数仅为145.5,即:千分之1.45。可见,人类适应病毒演化的能力相当的强。人类生生不息,繁衍数百万年,完全是人与自然环境相适应,人类与病毒同步演化的结果。

人类演化:进化与退化同时发生

随着科学技术的发展,精准的疫苗和药物无疑可以辅助人类群体和个体渡过一时的难关。然而,人类自身的抵抗力才是问题的关键。正如先哲所说:生命在于运动。现代运动医学的研究成果也表明,因人而异的适当运动,可以减少慢性疾病的发生和提高抵抗传染病的能力。各人按照自己的认识和理解,科学地构建自身的健康防疫工程是现代公民的天职。

作者:陈忠华 教授

华中科技大学同济医学院附属同济医院OPO首席顾问

华中科技大学同济医学院附属同济医院“长江学者”特聘教授

中国人体健康科技促进会人体器官与组织捐献委员会主任委员

中国器官获取与分配工作委员会副主任委员

中国人体器官捐献与移植委员会(ODTC)委员

中国器官移植发展特别工作委员会委员

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