漫談「濾過性病毒--
是友?是敵? 」(Virus—Foe or Friend?)
黃慶三 (2/1/2021)
https://www.blogger.com/blog/post/edit/454728011467657702/4913481731429041367
COVID-19 (SARS-CoV-2) Virus (Public Domain)
濾過性病毒的複製 (Public Domain)
因 COVID-19 的肆虐，依據 Johns Hopkins
University 的統計 (as of 02/01/2021)，1目前美國有26.3 百萬人受到感染，44.1萬人喪生；而全世界共有103.3百萬人受到感染，57.2 百萬人復原，2.23百萬人喪生，人人談虎變色，生怕萬一自己也受到感染。所幸預防疫苗於頗短時間內問市，且開始施用，只是需求太多，必需依職業、年齡等分配，以期達到「群體免疫」(Herd immunity或community immunity，指人或動物群體中的很大比例對傳染病獲得免疫力，使得其他沒有免疫力的個體，因此受到保護而不被傳染) 的程度。但因供求的問題，特別有些人口眾多的地方，加上人為的原因，而 “Far behand” 這個目標。
COVID-19這病毒是源由一種濾過性病毒，2019年開始於中國武漢爆發。依據中國官方報導，這病毒是由武漢的一個賣野味的市埸傳播出來。目前 (as of 1/31/2021 NHK World Japan News，及美國 PBS News
Hour) 聯合國衛生組識 (World Health Organization –WHO) 派有一隊專家在武漢地區訪問有關實驗室、 醫院、及市埸，希望能查出它真正的來源，或出處。
約40億 (4 Billion) 年以前，當世界上開始從簡單的有機化合物，加上能量，而產生長的分子鏈 (可能是核糖核酸--Ribonucleic acid，縮寫RNA），經由分裂 (Fission)、複製，在所謂達爾文自然選擇或淘汰的定律下，在這初期的「烹飪鍋」(Inchoate cookery) 裡增生、突變 (Mutated) 、進化等，有些 (一群) 分子鏈找到或創造一層保護膜 (Membranes 或 walls) ，而形成了第一個有生命的細胞 (Cells) 。
這些細胞應用分裂的方法增生，依據 1977年美國微生物學家烏斯 (Carl Richard Woese) 等的論述，而產生細胞生命形式的「三域系統」 (Three-domain system) ，2 即古菌域 (Domain Archaea) 、細菌域 (Domain
Bacteria)、 及真核域 (Domain
Eukarya)
，而成為所謂「生命樹」 (Tree of Life) 的三個分枝 (Three
great limbs)。但濾過性病毒並不在這個「三域系統」 裡面，而它在生命開始時就已存在，所以它該屬於那個「域」呢? 「第四域」嗎? 有人認為因為濾過性病毒不是生命，所以不存在於「生命樹」裡。
19 世紀以前，人們認為所有的感染性物質，都能夠藉由可以濾去細菌的過濾器過濾除去。1899年荷蘭微生物學家拜耶林克（Martinus
Willem Beijerinck），發現還有可以通過過濾器的感染性物質 (當時他在實驗「煙草嵌紋病毒」--Tobacco mosaic virus，TMV)，因此他稱之為 「濾過性病毒」(Filterable virus) 。
濾過性病毒非常細小，普通的細胞、細菌可用光學顯微鏡觀察到，濾過性病毒則需電子學顯微鏡才能偵測到。例如最小的細菌約0.4 微米 (Micron--即百萬分之一公尺) ，而濾過性病毒只有0.02至 0.25微米，且其數目多得不可勝數。例如加州長堤市水族館 (Aquarium of the Pacific in Long Beach) 裡一個367,166 加侖大的水箱 (“Tropical
Reef Habit and Soft Coral Garden”)，裡面估計含有5.32 x 1015
(Quadrillion) 的濾過性病毒。3 如果把這些濾過性病毒一個一個的排列、銜接起來，其長度可環繞地球八次!
加州長堤市水族館這些驚人數目的濾過性病毒是種「噬菌體」(Bacteriophage)，對植物、動物無害，只會撲殺細菌，而維護健康的海域生態。「噬菌體」是種濾過性病毒，體積極小，它們也無所不在，是最好的細菌攻擊者 (Bacteria fighters)。科學家估計，這類「噬菌體」的種類，超過無法算清的數字 (1031)，4 (即10 million trillion trillion—一個 trillion
= 1 x 1012)，約為細菌數目的10倍，5 比世界上所有其他生物數目的總和還多。
「噬菌體」的特性是它的某一菌株 (Strain)，只會攻擊特別一類細菌 (例如某種「超級細菌」--Super bugs)，而不會攻擊其他的細菌，直到所有的、想消滅的「超級細菌」都消滅為止 (所謂的「抗生素」則可能把好的細菌也攻擊、消滅)。「噬菌體」會把它自己的 DNA，注入細菌的細胞裡，極迅速的繁殖增生 (例如每20分鐘可增生100個噬菌體)，5直到這個細菌本身因容納不下所增生的「噬菌體」而爆裂死亡。這時所增生、逃逸出來的「噬菌體」，又會攻擊其他活的「超級細菌」，直到所有的細菌都爆裂死亡，而使病人恢復健康。
[請見拙作對。「噬菌體」的描述和運用：《漫談「超級細菌」的「噬菌體療法」(Phage Therapy)
》，黃慶三 (01/20/2018) ，https://blog.xuite.net/cshuang2/twblog/560742894
] 。6
因為濾過性病毒無法自行繁殖增生，必需利用寄生宿主的細胞來達到這目的。所以它在最初的宿主，稱為「帶病原宿主」、或「儲存寄主」(Reservoir host) 體內，必需節制，保持低調，且限制複製的數目，別把宿主「弄死」(上述「噬菌體」就是以快速、無限增生的手段，把細菌的細胞壁擠破，而達到消減細菌的目的)，因此才能長期寄宿其中，免得「無家可歸」而無法生存。這種彼此適應、長期「和平共存」的情況，有時可保持數千、數萬年 (指同一類的宿主) ，甚或演變成「互利共生」
(Symbiotic) 的情形。
就因濾過性病毒在進化上頗為機敏、多變，它們可能就會引致「新興傳染病 」(Spillover)，即從原來的「帶病原宿主」，跳到 (傳染) 另種生物，例如人類
。2018 年，一群由Calvignac-Spencer所帶領的科學家，在Berlin Museum of Medical History at the Charité 發現一個兩歲女嬰，在 1912年因得到麻疹 (Measles) 而去世所留下肺部的標本。經由 DNA分析發現，原來只會感染牛隻的麻疹病毒，在2,400年前變異，而後可以感染人類。這就是濾過性病毒會引致「新興傳染病 」的例子之一。12
當濾過性病毒變異而能感染人類時，這時和原先「帶病原宿主」長期「和平共存」的「默契」就不存在，而新宿主對這新的入侵者也無力反擊，這病毒就在新宿主體內無限增生，造成新宿主的不適、生病，甚或死亡。這病毒也直接、間接的又傳染給另個新宿主。如果傳染的人數不多，或只限於某個地域或社區，就稱為地方性流行性傳染病
(Outbreak) ；如果傳染的址區包括頗大地區甚或全國，稱為全國流行性傳染病
(Epidemic)；如果傳染到全世界，則稱世界性流行性傳染病
(Pandemic)。
在這種情形下，就得依靠有效的疫苗
(Vaccine) 接種，來遏止這類「新興傳染病 」的傳播。如果施行得法，加上著重於環境衛生等等措施，就可能把這種病毒根除 (Eradication) 。目前有兩種病毒性疾病已被根除：1980年撲滅天花
(Smallpox)，2001年根除牛瘟病毒 (Rinderpest，cattle plague) 。
人類因濾過性病毒引起的疾病頗多，例如狂犬病 (Rabies)、小兒麻痺症
(Polio) 、伊波拉出血熱 (Ebola Hemorrhagic
Fever）、麻疹 (Measles) 、腮腺炎
(Mumps) 、流行性感冒 (Influenzas) 、愛滋病 (Human
immunodeficiency virus/Acquired immunodeficiency syndrome HIV/AIDS )
、登革熱 (Dengue) 、黃熱病 (Yellow fever)、茲卡病毒（Zika virus）、疱疹B 病毒感染症（Herpesvirus
B Infection）、天花
(Smallpox) 、水痘（Chickenpox）、禽流感 (Avian
flu) 、中東呼吸系統綜合症 (Middle East respiratory coronavirus--MERS-CoV) 、立百腦炎
(Nipah encephalitis) 、嚴重急性呼吸道症候群 (Severe
acute respiratory syndrome--SARS) 、以及目前肆虐全世界的嚴重特殊傳染性肺炎 (Coronavirus disease
2019--COVID-19) 等等。
上面提過濾過性病毒會引致「新興傳染病 」(Spillover) 的可能，所以有人認為這途徑就是造成
COVID-19 的原因。科學家們正在追察它直正的來源。文獻指出過去50年來，人類的濾過性病毒新興傳染病的病源，有些都和蝙蝠有聯帶關係，7 例如伊波拉出血熱、嚴重急性呼吸道症候群、中東呼吸系統綜合症、立百腦炎等等。其中蹄鼻蝙蝠 (Greater horseshoe
bat，學名Rhinolophus ferrumequinum) 是個可能的帶病原宿主；另一個則是穿山甲（Chinese pangolin，學名Manis pentadactyla）。因為距離COVID-19這疾病爆發的時日已久，蹣跚的WHO目前在中國能否察出真正來源，只好拭目以待。
濾過性病毒是很可怕，且引致的疾病繁多，造成的病痛甚或死亡不可勝數。想像中如果我們可以一舉把它們全部消滅，這該是全人類的一大幸福。但話說回來，人類的 DNA
有 8% 至10% 來自濾過性病毒。例如約1.5 億 (150
Million) 年前，濾過性病毒感染哺乳類的祖先，這濾過性病毒留下來的基因，促成這哺乳類的祖先，在進化上有突破的演變，即從原來「卵生」的動物，轉變成「胎生」。如此母親可把胎兒隨身「攜帶」、保護，不必把脆弱、無助的蛋
(Eggs) 留在巢裡，尤其母親必需暫時離開覓食等，而受到掠食者 (Predators) 吞食、或遭受到環境 (風雨) 的威脅、破壞，而增進存活率。
上述這突破是因這濾過性病毒留下來的兩個基因
(Syncytin 1 and 2)，促成胎盤 (Placenta) 的形成，而讓母親能把營養及氧氣輸送給胎兒，並把二氧化碳及其他廢物清除。這兩個基因也幫助胎盤膜的形成，而可附著於子宮 (Uterus) 壁，且胎盤膜可防止母親的免疫系統
(Immune system) 把胎兒當成外來物而攻擊它。
古代的濾過性病毒感染人類後，留在人類基因裡的片段，形成「人類內源性逆轉錄病毒」(Human endogenous retroviruses--HERVs) 。依據史坦福大學 Joanna Wysocka 教授，8 HERVs 中名為HERV-K的片段，在胎兒受孕而形成8個細胞時，就被「啓動」，保護胎兒不被其他濾過性病毒的感染，且幫助、保護胎兒的成長。
University of Utah 的Jason
Shepherd 教授研究團隊指出，9 約 4 億 (400
Million) 年前，濾過性病毒感染陸地的脊椎動物而留下的 ARC 基因，在以後人類的知識與記憶功能方面，佔有關鍵的角色。這大學的另一個基因研究團隊指出HERVs中的 ERV9，可助人類抗癌。10,11 ERV9 可偵測到睪丸細胞的 DNA是否受到由癌症引致的傷害。假如有的話，ERV9 會提示鄰近 (健康) 的基因，說服這已受損傷的細胞「自殺」，以避免癌症細胞的擴散。
世界上哺乳動物總共攜帶有320,000不同品種的濾過性病毒，3 如果加上感染到濾過性病毒的非哺乳動物、植物、細菌、或其他生物，其品種數目將更不可勝數。雖然濾過性病毒引致人類的疾病，曾經或可能殺死、傷害數以百萬計的人類，但是上述提過人類基因有8 %至10% 是由濾過性病毒而來，如果這個世界沒有濾過性病毒，人類也許不可能從上古渾沌的大地進化、演變出來。事實上，地球上的這許許多多濾過性病毒，是給這些生物，包括人類，帶來進化上的優勢或好處，而非傷害。3
