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科幻作家王晋康的博客

 
 
 

日志

 
 

关于《十字》科学性的讨论  

2010-05-04 19:30:28|  分类: 评论 |  标签: |举报 |字号 订阅

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王晋康注:拙作科幻长篇小说《十字》发表前,为了尽量避免硬伤,我请姬十三先生并转请赵超和严竞然先生来挑毛病。三位先生在百忙中抽时间通读了全文,并做了如下的讨论。我原来请编辑务必把这则讨论稿附于书后,可惜由于种种原因未能实现。为此,我对三位先生十分歉疚。现在把此文放在网上,也算是对三位先生有一个交待。要说明的是:三位先生是来挑技术上的硬伤,与文中的观点没有什么关系。而且,即使文中仍然有未被挑出来的硬伤,也只能由我自己负责。

 

赵超(赵):毕业于复旦大学上海医学院,病原生物学博士,专业方向:病毒与宿主关系。

严竞然(严):复旦大学生命科学学院博士研究生,专业方向:微生物遗传;日月光华bbs科幻版版主

姬十三(姬):毕业于复旦大学,神经生物学博士,自由科学作家。

 

减毒和低毒的区别

 

姬:病毒学我是外行,今天代表作者(以下简称王),跟两位聊聊《十字》中的科学问题,听听专业人士的意见。作者一再表示:科幻不等同于科学,一个观点,也许它是错误的,但只要现有科学无法明确证伪,就可以做为硬科幻的科幻构思。所以请你们尽管坦率地发表意见。

 

严:我觉得一个问题是,《十字》中那个减毒活病毒和弱毒疫苗似乎没啥区别。这个概念早有应用,沙门氏菌就是直接用减毒活疫苗的,直接投放,至少在动物上用。

 

赵:对,还有脊髓灰质炎病毒(poli),就是现在小朋友吃的糖丸。1个人吃了,整个幼儿园都可能会产生保护作用。因为是活的减毒病毒,它能在孩子们的消化道复制,经粪排出,再经粪口途径传播。其实文中提及的疫苗、毒株、群体预防等观念都已经存在,在理论和实践中也有很多应用。只是很多条件下,不是这么简单而已。

 

姬:《十字》中也提到了poli:“中国从1964年使用脊髓灰质炎病毒活疫苗以来,由于无害的疫苗病毒(实际就是上面说的弱毒病毒)经粪便排到自然环境中,现在它已经在很大程度上挤走了原来的病毒。可惜天花的消灭因为是靠牛痘病毒,所以没有出现这样的状况。”

 

赵:对,但是说“现在它已经在很大程度上挤走了原来的病毒”,不敢苟同。

 

姬:那么事实是?

 

赵:不是挤走。很多病毒或其他病原存在着保种宿主的,就像SARS corona Virus,即便人群中没有或很少感染,它也存在与一些自然宿主中。到一定时候感染人,那后果不堪设想。

 

严:病毒会在动物中伺机而动。

 

赵::对,这个词用的很贴切,伺机而动。挤走没有意义,而是要先于感染的保护性反应。

 

姬:但活疫苗占优势之后,基数小了,也就减少了原生病毒感染的几率。对不对?

 

赵:从这个角度上看,是对的。

 

姬:那么脊髓灰质炎病毒活疫苗的作用在于什么呢?

 

赵:就是预防接种或者叫预防免疫

 

严:活疫苗好比炮灰,让免疫系统实战演习一下,于是真的病毒就打不过免疫系统了。但活疫苗也就牺牲了。

 

姬:那这个活疫苗跟普通的疫苗有什么区别呢?

 

赵:这个其实也是一种普通疫苗。

 

严:普通疫苗(除了活疫苗),有些可能只是病毒的某个蛋白片段。不具备完整功能。通常使用的都是这种蛋白疫苗,或者是灭活疫苗。

 

赵:对于一般大众这的确不普通,BCG,卡介苗,普通吗?也是减毒活疫苗。

 

姬:《十字》中也提到,就在法庭那一段,一开始梅咬定是减毒活疫苗,后来梅承认是低毒天花病毒。

 

严:但我觉得,梅说的那个,就是减毒活疫苗。

 

姬:这两个有什么不同呢?

 

严:我觉得没有区别。

 

赵:梅博士的确用的是减毒活疫苗,与低毒病毒没本质区别。所以,她在法律上咬住这点,的确可以取胜。法律条文在这儿有灰色区域。

 

姬:《十字》文中说:“先说活疫苗。与死疫苗、抗毒素、类毒素这类免疫方法相比,活疫苗有很大的优势:它在病人体内能够自我繁衍,发挥生命体的优势,免疫效果比较长久。但是,‘生命体’的优势在活疫苗身上尚未充分发挥,因为它首先必须在工厂里培育出来,也需要人工储藏和分发,所以仍相当低效,不得不受制于‘人’,无法形成自然界的稳定平衡。比如说,如果战争切断了疫苗生产、储存和分发的链条,疫病就会复燃。而低毒病毒就不一样了,它们在自然界有较强的生存能力,能够排挤原来的强毒病毒,形成低毒的优势种群,使接触者获得对原病毒的免疫力。总之一句话,培养低毒病毒、主动投放到自然环境中,用这个方法可以加速病毒的温和化,打破危险的天花真空。是不是说,他所说的“低毒病毒”比“减毒活疫苗”的毒性高一些?所以会导致死亡?

 

赵:减毒活疫苗也会存在致死的问题。

 

姬:致死性会差一点吗?

 

严:嗯,从文中看,梅博士搞的那个低毒病毒可能毒性稍微高点。但从实际致死率看,也没怎么高。

 

赵:减毒就是毒力减少,减少到多少也没说啊,呵呵,低毒不就是减到比较低吗。

 

严:低毒也好,减毒也好,不在于本身毒力高,而是万一回复突变成高毒,就致死率就大幅提升了。

 

姬:那么我们回到现实:脊髓灰质炎病毒活疫苗在当初的投放时,实际效果又如何?

 

严:实际效果非常好。

 

姬:那么也就是肯定了文中的这种思路了?

 

赵:poli一直在接种,但我不认为脊髓灰质炎活疫苗一直幸福地自由自在地生活在自然界。

 

姬:但资料上说,野外普查确认脊髓灰质炎活疫苗已经成为自然界的优势种。

 

赵:事实嘛倒不错。但原因可能是减毒株人为不断投放,并对个体来说先于致病株感染(婴儿2个月就开始吃糖丸)。我的意思是:减毒株不一定比致病株生命力强,它们在自然界中很脆弱,虽然基数大了,但地位不一定稳定,需不断被巩固。

 

严:文中这种免疫的思路方法是对的,但和强毒竞争啊什么什么的,就有点过了

 

赵:要比现实过一点,所以是科幻。

 

姬:那这种减毒活疫苗的使用,比其它的非活疫苗效果会更好些吗?

 

严:嗯,效果会更好,因为减毒的更接近于自然毒株,刺激的免疫反应更全面更彻底

 

姬:那么他作者在本文中的大思路还是对的,。那么我再问一个问题,为什么别的病毒没有采取这种方式呢?

 

严:因为有回复突变的危险。一旦回复成强毒株,那么就和恐怖袭击的效果是一样的。另外就是,减毒活疫苗也不是那么容易得到的。

 

赵:担心回复突变只是其中一种原因吧。为什么科学家要搞那么多类型的疫苗,像灭活疫苗,重组疫苗……等等,因为不同疫苗都有各自的优势。

 

姬:你说“减毒活疫苗也不是那么容易得到的”。关于这个具体说说?

 

严:比如以前都是大规模诱导突变,然后再慢慢筛选,纯粹靠运气,周期很长,还有就是运输问题

 

姬:所以《十字》中选择在蛋糕中投放、飞机上投放。小说的中心意思是说,用比平时用的疫苗更大毒性的,更有活力的病毒,主动投放到环境中,激发更全面的免疫能力,甚至不惜死亡个别人,为了群体的存活。

 

赵:这个观点从哲理层面看没有错,问题是无法为社会所接受。

 

关于温和病毒是否会自动成为优势种

 

姬:你们认为这种病毒和以前用的脊髓灰质炎活疫苗没有区别,事实上原作品中文也提到了不否认这一点,不过他的意思是,需要有意识地主动投放,并让它们在自然界大量繁衍,以代替目前的疫苗计划接种。

 

赵:对。作者有一个观点我是认可的:毒性更大并不代表活性更大,减毒不意味着复制速度慢,传播慢。考虑宿主与病毒关系,一方面是病毒活性,另一方面是宿主容许性。毒性过大,宿主容许性会有可能比较低。就是说,宿主不太容忍病毒放肆,倒是那些温和的病毒更容易存留。

 

姬:文中说到了这个问题:“自然界病毒的进化趋势一般来说并不趋向于增强其烈性,烈性病毒会造成传染途径的过早中断,并不利于它的自身繁衍(另一种说法是:凡是因昆虫等传播的传染病病毒不会自动温和化,而靠人际传播的病毒则有这个趋势)。另外有资料说,抗药能力强的细菌由于其额外的付出,也常常竞争不过一般细菌,所以如果没有人为的高浓度药物环境,若干代后它们就会被普通病菌淘汰。也就是说,从大的趋势上说,如果人类不过于暴烈地改变环境而是尽量与环境和谐相处,并顺势引导,那么人与病原体的关系就会趋于缓和。”所以他说要用温和一点的病毒主动投放。

 

赵:例如单纯疱疹,几乎每个都感染,却在一般情况下没症状,作者的一些观点是很好的雏形,对一般大众不错,但是说得有点点过。

 

赵:抗药能力强的细菌由于其额外的付出,也常常竞争不过一般细菌。在一定程度上也没什么大问题,可是又不完全是这样。

 

姬:就是说不完备?

 

赵:不是说他只说了事情一个方面,忽视了另一面。而是他可能不知道这两方面的具体条件。比如有些抗药基因本身就是细菌自身生长需要的,这种菌也许生长速度更快。当然他说的情形也存在,一些抗药细菌通过抗药质粒遗传抗药特性,当这种质粒复制和传递速度小于细菌增殖速度时,抗药细菌比例自然会下降。这只是一个例子。就是说他说的太简单了,考虑问题片面了。但从大的趋势上说,病毒会逐渐温和化,这个观点可能是对的,至少还没被证明是错误。

 

严:我和赵在这方面的观点有所不同。对于竞争问题,我不觉得人工培育的低毒病毒,的在自然环境下的生命力会优于野生的株。从目前用的那些活疫苗来看,是竞争不过野生株的。减毒意味着活力下降。毕竟人家野生的是那么那么多年进化下来的。温和病毒不等于有竞争优势。假设温和病毒的复制速度慢,传播慢,那么就竞争不过野生的了。

 

赵:但我觉得这不是谁更有优势的问题。这种假设没问题

 

严:嗯,我只是举个例子。说明弱毒并不一定具有竞争优势。病毒的毒力和生存能力是两个不同概念。先说毒力存在的原因。有很多种,比如病毒在从宿主细胞内破出时造成细胞死亡,病毒竞争性消耗了宿主的核酸蛋白质能量等、造成宿主正常功能缺陷等等。在某种程度上,对细胞的毒害作用是病毒生存的必要副产品。但反过来,宿主细胞的死亡,又限制了病毒的存活。因此,就在于两者之间的平衡。例如,复制能力强的病毒,不见得有更大的竞争优势,因为复制过程剧烈,造成更大的毒害作用,使得宿主过早死亡,病毒没有足够时间充分成熟,反而无法很好的传播扩散。

 

在漫长的自然进化中,可以认为,每种病毒都找到了其最合适的毒力。或许有些会对人类造成巨大伤亡,但对病毒来讲,那是最优选择。高于或者低于这种毒力大小均会降低该毒株的适应力。从现有的弱毒活疫苗来看,都需要人为对每一个免疫个体投放,而无法在自然界独立维持,独立扩散。也就是说,它们显然竞争不过自然毒株。

 

姬:作者的观点似乎不是这样。他认为:凡是曾大规模传播的病毒一般都趋于温和化,有很多历史例证,如感冒病毒、天花病毒的温和化等(也许狂犬病毒是个例外),从大势上说是不错用怀疑的,不必拘泥于细节。他提倡的只是把历史上已经有过的自然过程用科学手段强化。而人类中大疫病的流行,一般都是在某些封闭性局部生物圈发生碰撞时(如埃博拉、艾滋、新大陆初期接触天花和感冒病毒时等),此时病毒表现为强毒力,并不意味着这是对它的生存最合适的水平。

 

严:在漫长的自然进化中,病毒与其所处的环境和宿主已经达到了某种平衡,即我说的最合适毒力。但环境改变,如从旧大陆进入新大陆,宿主改变,如感染黑猩猩的转而感染人,也就是作者所说“某些封闭性局部生物圈发生碰撞时”,病毒原毒力可能在这种骤变后的新环境下表现出更强或更弱的毒力。于是,新的一轮自然选择开始高效运作,一段时候后,重新形成平衡,找到新环境下新的最适毒力。

 

在各种外部条件不变的情况下,病毒趋向于最适化,将毒力维持在某一值,而不是趋向于毒力为零的温和化。在外部条件骤变后,病毒重新最适化,将毒力维持在另一个值。这个值和原来的值并不一定是谁大谁小。

 

姬:那么你和作者的意见基本是一致的,他并没说温和化就是毒力为零。其实你们俩个说的都是毒力的最适化。

 

赵:减毒只是毒力因子少

 

姬:那么减毒了以后,如果病毒复制快,传播快的话,就可以实现他说的竞争优势了?

 

赵:不需要。只要不断投放,并且和宿主更容易相处。自然会成为优势。就像疱疹病毒潜伏下来一样。我觉得《十字》的这些观点没什么大问题。

温和病毒会不会突变成凶恶的病毒

 

姬:我们回到前面的问题,温和病毒会不会突变成凶恶的病毒,更准确地说,它发生这种突变的几率与原生病毒相比,是否更大?

 

赵:不会更大。

 

严:对,这种突变概率和野生病毒一样。同一病毒的突变概率应该是一样的,无论是温和还是烈性。突变是随机产生的,因此突变成凶恶病毒的概率也是一样的。但有个基数的问题,如果人工大规模施放病毒,即使它是温和的,那么就相当于增加了病毒的数量,也就是增加了恶性突变出现的机会。

 

而且凶恶的病毒一旦出现,会迅速产生明显的危害,但由于上一个问题中说到的理由,这种毒株也不是优势种,随着时间的流逝,很快自然病毒株会重新占据优势,而凶恶的变种会渐渐消失。对于宿主来说,除非一下子被灭绝了,否则还是可以渐渐逃离凶恶病毒的魔掌,重新恢复宿主病毒的平衡。

 

赵:但是一个人没经医学治疗而病重病死,和一个人经过医学治疗仍病重病死,显然后者更难以被社会接受,即便后者概率比前者小很多。目前社会上在用中的疫苗都安全,但对具体一个个体来说如果出现不良反应甚至死亡,那么意味着什么?

 

姬:所以作者的文章中,通过人工投放病毒去寻求自然界的平衡,那怕有一定的致死率,这种观点也很难被接受,是很激进的。

 

赵:也许人们本来不会感染这种疾患,但如果真到了战争,恐怖袭击呢?和平环境下,大家可以通过去医院防保组接种疫苗,成本不会比飞机播撒大。人工投放病毒并不一定有较高的覆盖,显然没有全面计划接种来得有效。但紧急情况下,作者说的天花低毒气溶胶方式看起来还不错。只是目前技术上估计也有难度,但是他这种想法还是要肯定的

 

病毒之间的关系

 

姬:作者认为,“病毒之间肯定互相影响,比如有人说天花的绝迹有利于艾滋病毒的肆虐。这一点还没有可靠的证据,但我想这种互相影响肯定是存在的。又有一种说法,对天花疫苗稍作改造也可能用于艾滋病的免疫。”

 

赵:这个观点没很多根据,也就是尚未被科学证实。但是,从逻辑上可以理解,并且可能是对的。

 

赵:牛痘载体,就是vaccine ,可以改造用于各种基因工程疫苗,也可以用于HIV疫苗,作者也许混淆了天花疫苗,和痘病毒载体。

 

最近一期nature倒有观点直接支持这种可能性,我转给你:疱疹病毒感染也可能有好处(A new angle on herpes) Herpesvirus latency confers symbiotic protection from bacterial infection 关于疱疹病毒感染的传统观点是,它们要么是活跃的和有害的,要么顶多是潜伏的、只是眼下无害。对小鼠所做的研究表明还存在另一种情况:慢性疱疹病毒感染可能对宿主有直接的好处。被其潜伏感染后,实验鼠会对各种不同的细菌病原体、包括李斯特菌(Listeria)和鼠疫杆菌(plague bacillus)产生长时间的交叉保护。这种保护是由γ-干扰素诱发的系统巨噬细胞激发的结果。潜伏的病毒因此会确定先天免疫的水平。潜伏状态不仅是一种活跃的免疫状态,而且这种活性还能提供共生好处。(Letter p. 326 Nature 447: 7142 17 May 2007  )

 

科学闪光点

 

赵:总体来说,我觉得《十字》中还是有不少思想闪光点的。

 

姬:上帝的医学这种观点,其实是整体医学。

 

赵:整体医学没错,准确得说就是现代医学观点,王很好的把现代医学观点通俗的展现给大众。

 

姬:那么现代医学在这种整体科学上,有什么措施呢,比如说? 其实疫苗就是,是吧?利用人体自身的免疫力来抵抗

 

赵:现代医学重视疾病自身同时,强调人是个整体,也强调人还有心理需要,和疫苗是两个问题,比如患者眼睛不好,可能是眼疾,也可能是其他引起 ,比如眼底血管病变,可能就是糖尿病引起,不是头疼医头

 

姬:嗯,就是一个协同的治疗,而不是割裂开来看

 

赵:一方面现代医学分支越来越细,另一方面也越来越看重整体,不光是治疗,更主要是诊断,也许有些症状根本不用治疗,找到源头,纠正了根源就好了。中医和现代医学都重视群体预防。

 

严:我觉得,从《十字》中所提倡的观念来看,不是应该人工诱导病毒来抗争病毒,而是应该什么也不做,顺因自然的选择,来维持人和病毒的平衡。

 

姬:关于这一点,作者倒是有明确的论述,也许可以看作《十字》的文章之核:并不是要人类回到角马那样的自然状态,想回也回不去了,人类自从掉了尾巴也就断了后路。人类只能沿“这条路”继续走下去,这是进化的宿命。但至少我们在变革大自然时要保持一颗敬畏之心,要尽力维持原来的平衡态,学会与大自然和谐相处。

 

 

 

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