第一章 病毒的概念及病毒的发现

什么叫病毒?有什么特点?我们会禁不住好奇地问。

病毒(virus)连细胞结构都没有,是一类比较原始的有生命特征的非细胞生物。它们结构简单、形态各异,甚至有的只是单独的核酸大分子。它们是微生物中最小的生命实体,它们不能独立生存,必须待在活细胞中过寄生生活和繁衍后代,因此各种生物的细胞便成为病毒的“家”。

最早virus一词传到中国,有人把它译成“毒素”。我国微生物学界的老前辈俞大绂先生最初音译为“威罗斯”,后来改为“病毒”,即能致病的毒物。

病毒的特点是:

1形体微小。具有比较原始的生命形态和生命特征,缺乏细胞结构。

2只合成一种核酸,DNA或RNA。

3依靠自身的核酸进行复制,装配子代病毒必需的遗传信息。

4缺乏完整的酶和能量系统。

5严格的细胞内寄生,任何病毒都离不开寄主细胞独立复制和增殖。

病毒究竟为何物?病毒的形状和本质一直吸引和困惑着世界各国的科学家,人们研究了长达半个世纪后才得到了答案,而且科学家两次与之擦肩而过。这样一种微小的生命体是怎样被发现的呢?这其中经历了哪些曲折?让我们一起来看看吧。

谈起病毒的发现,首先要提到的就是烟草花叶病毒。19世纪末,烟草种植业蓬勃发展,但有种名为“烟草花叶病”的植物疾病严重危害着烟草生长。染病烟叶(如图1-1)在烤晒之后颜色不均、烟味变差,品质大为降低,损失可达50%~70%。因此,人们开始了对烟草花叶病的研究。

图1-1 染病烟叶

1886年,荷兰籍法国人麦尔将感染的烟草花叶病株的叶液注射到健康烟草的叶脉,诱发了花叶病,这是世界上第一个证明病毒是通过叶液传播的创造性实验。

1892年,俄国人伊万诺夫斯基(如图1-2)不但确认了麦尔的实验,而且还发现该病原物能穿过细菌所不能穿过的未上釉的陶瓷过滤器(如图1-3)。遗憾的是,他本人并没有意识到这一现象的重要意义——穿过过滤器的就是病毒,反而抱怨过滤器出了毛病。这两位学者生活在巴斯德所创造的细菌学说的极盛时代,没有足够的勇气冲破思想的无形禁区,都错误地认为造成烟草花叶病的是细菌。莫让常识遮望眼,伊万诺夫斯基眼睁睁看“病毒”溜走。

图1-2 伊万诺夫斯基

图1-3 细菌过滤器

直到1898年,荷兰的细菌学家贝杰林克(如图1-4)重复和肯定了伊万诺夫斯基的结果,打破束缚,敢于正视现实,认为引起烟草花叶病的致病因子是一种不能用普通显微镜看到,也不能在人工细菌培养基(如图1-5)上生长,但能够通过最细微的细菌滤膜,并且只能在活的植物体组织中繁殖的有机体。贝杰林克给这种有别于细菌的有机体取了一个拉丁名叫“virus”,即“病毒”。所以真正发现病毒存在的是贝杰林克。

图1-4 贝杰林克

图1-5 细菌琼脂培养基

几乎是同时,德国细菌学家勒夫勒(Loeffler)和费罗施(Frosh)发现引起牛口蹄疫的病原物也可以通过细菌过滤器,从而再次证明伊万诺夫斯基和贝杰林克的重大发现。神奇的病毒“诞生”了!