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病毒 / 细菌在潜伏期都在干嘛?是什么将它们从在人体内的沉睡中唤醒的?

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日报标题:潜伏期是一场惊险刺激的暗战,只是宿主一无所知

段承焉,名字是给女儿准备的

先给出观点好了:传染病的潜伏期很大程度上,是和病原体本身增殖繁衍的特性相关的,在此期间,它们不仅有量上的积累,还有对自身以及宿主各种状态的调节。

“潜伏期”其实来自于人们对于传染病的主观描述,是指从病原体侵入人体起,至受感染者开始出现临床症状止的时期。随后则是“前驱期”、”发病期”、“恢复期”。潜伏期这个词,其实还是很传神的。潜伏潜伏,就是一场发生在宿主眼皮下的暗战,惊险刺激,情节跌宕起伏,只不过宿主却一无所知。

↑↑↑习见传染病潜伏期

人类对病毒病的感觉,很多时候是感受到人体为了应对侵染所做出的反应。拿简单感冒来说,鼻塞、流涕、发热,其实正是身体正在抵抗病原体的表现,而病原体造成细胞破裂死亡这一结局,人反而无法直接感知。对于细菌引起的传染病,则包括了病原体释放的毒性物质以及人体的应对反应。不过无论是病毒还是细菌,在潜伏期这一段时间中,宿主之所以会没有感觉(没有明显的症状),很大程度就是因为病原体尚未进入快速增长期,在数量上没法激起宿主有效的感觉。但是它们已经暗戳戳地做了很多事情了。

↑↑↑传染病的分期

相比之下,“incubation period”这个词则更为客观。对于细菌来说,宿主其实就是它们的培养基——我们并不需要总觉得病原体在针对自己,搞死宿主并不是细菌的目的,它的目的是扩增、繁衍、把自己的基因传递下去。

和人一样,到了一个新的环境总要一段适应的时间。细菌进入到宿主体内时,它们也不是天生就能在这里旺盛生长的,而是需要调节相关基因的表达水平来适应这个新的环境。甚至很大一部分个体在这个过程中就会死亡——有时都不需要免疫系统出手。

在实验室当中,我们把冻存在液氮中、冻存在 -80°C 冰箱中的菌种,放到培养基中培养时,都需要一段“复苏”的时间——它们需要调整和适应。而培养基的选取,是营养丰富的 2YT、牛肉膏蛋白胨,还是贫瘠的基础盐培养基中,它们复苏所需的时间也是不同的。如同病原体在宿主体内的潜伏期和其本身的状态与宿主所处的状态都有关系。

举一个可能不太恰当的例子,比如鼠疫和霍乱,都是非常牛逼的细菌传染病,鼠疫的潜伏期一般为 3 到 6 天,霍乱一般为 1 到 3 天,有时几小时内就能发病。而对于平板培养来说,鼠疫杆菌通常要 48 小时形成菌落,霍乱弧菌则只需要十几个小时,所以粗糙地认为,细菌自身增殖的速度,和潜伏期的长短是有关系的。

↑↑↑鼠疫杆菌

相较之下,病毒病的潜伏期通常较细菌病更长(当然只是整体来说)——细菌病的潜伏期以天计算,病毒病则要论周,有时甚至会有很多年。我不倾向于认为潜伏期长会促进疫病的传播,因为大部分病毒病还是要到潜伏期的最后阶段或者发病后才会具传染性。比如著名的狂犬病十日观察法——狂犬病的潜伏期可以很长,但只是从发病之前才开始具有传染性,而具有传染性到死亡则绝不会超过十日。

病毒和细菌不同,它需要利用宿主细胞所提供的酶和场所才能完成自我的复制,因此它会需要更多的时间对宿主进行调谐,以利于自己的扩增。而事实上,病毒其实是一群习性各异的魔鬼,彼此之间的差别相当的大,不过对于潜伏期而言,那些需要整合到宿主基因组中的病毒,往往可以潜伏很久——比如乙肝和艾滋病等;而不需要整合到基因组的病毒,往往会发病很快——比如登革热和埃博拉等。那些整合进宿主基因组的逆转录病毒,甚至可能变成逆转录转座子,和宿主长期共存下去(在人类基因方面有什么有趣的发现或研究?

因此总的说来,传染病的潜伏期很大程度上,是和病原体本身增殖繁衍的特性相关的,在此期间,它们不仅有量上的积累,还有对自身以及宿主各种状态的调节,从而完成其最终极的目标——把自己的基因传递下去。


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