“复制一个病*并不难，把病*造弱一点也不算难，我们用的很多疫苗就是把病*搞得弱一点，成为一个弱*苗，可以实现。但是，如果把病*改造成一个更强的病*就不容易了，它要重新开始通关。”
郑爱华
中国科学院动物研究所研究员
病*既不有趣，也不好玩，特别是我们现在正处于新冠疫情当中，病*带来了太多的生死，所以，这是一个很沉重的话题。
在疫情期间，可能大家都掌握了很多关于病*学的知识，但是这些知识恐怕是支离破碎的。
我的报告是关于病*的通关之旅，想通过短短的半个小时，把病*学的一些知识稍微讲一下。
病*的基本特征什么是病*？病*的概念很简单，第一是有感染性。
病*是由什么组成的呢？病*的结构非常简单。第一个组成部分是核酸，有DNA、RNA，都是它的基因组，是它的遗传位置；还有一部分是蛋白；有些病*外面还有一些囊膜，比如大家非常熟悉的新冠病*，就是有囊膜的。但是，作为疫苗载体的腺病*是没有囊膜的，只有核酸和蛋白两个部分。
所以，病*是非常简单的核酸、蛋白或者再加上磷脂的一个复合物。而且，它只能是寄生的，也就是说，它不像细菌可以在环境中，比如在水中或在土壤里复制，它只能在生物体中寄生。
病*长什么模样呢？我们可以看看这张图，这是另外一个冠状病*——SARS病*。这个病*基本上是圆形的，外面的点点相当于新冠的“冠”，右边这个螺旋形就是它的核酸，外面一圈是磷脂，再外面突起的就是“冠”，叫S蛋白。
病*有什么特点呢？我们人吃个馒头就可以运动，可以到处跑，很多生物也是这样的。但是，病*有这么几个特点：
第一，不能代谢，本身也不能运动，更不能复制自己。所以，病*在环境中是没法生存的，在土壤里、水里是没法长期存在的，只能在生物体中寄生。
其次，病*还有一个很重要的特点，就是变异很快。流感、艾滋病*为什么难以攻克，就是因为变异太快了。
病*的通关之旅
病*只能寄生，它的目标就是找到一个活的、能感染的、能复制的细胞让自己一直存在下去，这就开始了病*的通关之旅。
第一关是细胞关。下图是一个细胞的示意图，这是一个SARS病*。左上角有一个圆形和它的“冠”，这是S蛋白。
病*进入细胞的第一步是跟细胞里的受体结合。SARS病*的受体是ACE2，它首先要跟ACE2特异地结合，受体识别是非常特异的，如果识别不够牢靠，它是进不去的。
下一步是融合，接着是复制，病*复制它的基因组和蛋白。再往下一步是组装，包装新的病*颗粒，最后再释放出去。这就是病*进入细胞的过程。
最近经常听到各种各样的治疗新冠病*的特效药，这些药通常都是一些小分子药物，是特异的抑制。不管是哪一步，只要抑制了，就可以抑制感染细胞。
病*和受体的相互作用是非常特异的，像钥匙和锁的关系，是完全匹配的。
病*和受体的结合在很大程度上决定了这个病*感染哪个器官，感染哪个物种。比如说，肝炎病*感染肝脏，是因为受体在那里。新冠病*感染肺部，也是受体在那里。
新冠病*不感染鸟，也不感染老鼠，因为它不能用它们的受体。这就是为什么病*和受体之间的相互作用是非常重要的。
至于大家望眼欲穿的疫苗，它的主要作用机制，就是打到体内诱导产生中和抗体。这个抗体能抑制病*跟受体结合，让病*进不到细胞里面去，从而让我们对病*产生抵抗力。
感染细胞只是万里长征的第一步，下一步是要感染一个个体。
想感染一个个体也很困难。我们是进化的产物，是很完美的，我们的皮肤、消化道里的黏液、呼吸道的黏液都是非常好的物理屏障。
我们体内有天然免疫，还有获得性免疫，这就是为什么大多数人每年的病假都用不完的原因——因为我们是非常完美的，大部分病*没法感染我们。
病*怎么能感染我们呢？首先我们体内实际上还是有一些渠道可以被感染的，基本上有五个渠道。
从上往下数，结膜——新冠病*也可以通过眼的结膜来感染我们，然后是呼吸道、消化道、皮肤、生殖道。
另外一个感染途径是吸血的昆虫。有些病*通过吸血的昆虫传播，最典型的是登革热。现在夏天快到了，蚊子也多了，很多人都担心新冠病*会不会通过蚊子传播？其实不用担心，新冠病*以及其他的冠状病*是不能通过蚊子传播的。
怎么真正感染一个个体呢？
第一，要有足够的病*穿越我们这些屏障。首先，感染位置是易感的；其次，是能够接触到的。比如说，肝炎病*倒在我们的脚上恐怕也无所谓，因为它是感染肝脏的，倒在脚上也没用。
另外，病*必须非常有效地抑制我们身体的免疫系统。我们的免疫系统太强大了，如果它不能抑制，很快就会被清除掉。
这就是感染一个个体的过程。
病*只感染一个个体也是不长久的，因为个体会死亡，所以病*必须在一个群体里持续地感染才能够维持下去。这就有点像原子弹里的链式反应，必须不停地感染，只要一停下来，它早晚都会消失。
一个病*感染一个群体受这些因素影响：第一，感染途径；第二，脱落途径。
病*的脱落也有一些途径，比如新冠肺炎是通过飞沫脱落，一些消化道病*是通过粪便脱落，还有一些病*是通过黏液、体液脱落，还有的是通过血液脱落。
脱落出的病*在体外环境是不能够长期存活的，因为体外温度和湿度都不稳定，而且还有紫外线，这些都是杀菌消*的。
所以，只有病*能够适应这个感染途径和脱落途径，而且在体外能存活一段时间，等到感染下一个个体，这个病*才能在群体里不停地传下去，形成永不停歇的链式反应。
感染一个群体实际上是不够的。大多数传染病实际上是地方流行病，如果说不能传到一个大的地理范围就难成气候。所以病*还要打通下一关，叫地理关。
在古代，地理关不那么容易打破，因为交通不方便。下面这张图左边是商路，大家可以看到，沙漠驼铃再快也快不到哪里去。
此外，战争也是传播传染病的一个途径。战争和瘟疫实际上是孪生兄弟，有时候战争导致瘟疫，有时候瘟疫导致战争。比如，年的流感大流行，就是一战结束之后士兵带进来的。另外，我们国家古代有很详细的记录，中国的天花就是战争中战俘带进来的。
总而言之，在古代，疾病传播比较慢。
但是现在不一样了，全世界的航线让诺大的地球变成“地球村”了。新冠病*的传播已经达到了什么程度？跨大洋，当日达。
但并不是每个病*都传播得那么快。
寨卡病*的传播就没有那么快。它是上世纪40年代在非洲乌干达发现的，六七十年代就到了东南亚，在那里盘踞了几十年。21世纪初通过太平洋的一些小岛，一步步像跳跳板一样传播，前几年到了巴西，又从巴西传向了全世界，成为全球的病*。因为它是蚊子传播的，所以它的传播有一个蚊子的适应过程，受到一些生物因素的影响。
埃博拉病*也是一个例子。虽然它在非洲不断扩散，但是至今也还没有走出非洲。
过了地理关，还有一个非常重要的关叫季节关。因为在不同的季节，温度、湿度、生物的周期、人类的行为都是不一样的。
春夏之交的时候，该担心肠道传染病；再暖和一点，可能会有登革热感染；到秋冬季节，新冠又来了。所以季节对于病*的传播还是非常重要的。
我们知道SARS就没有跨过季节关，在夏天来临之前就消失了。至于新冠病*能不能跨越季节关，能不能跨过夏天进入秋天呢？我们现在还不知道，时间能够证明一切。
R0、群体免疫与病*突变率
下面我通过一个例子来让大家了解更多传染病的概念。
这个例子是年丹麦法罗群岛的麻疹流行。在此之前，法罗群岛是没有麻疹的，有一个工人坐着船把病*带进了群岛，当时整个岛八千多人无一幸免，死亡一百多人。但是，感染之后，几十年内，群岛也再也没有出现麻疹病*。
这个故事说明的第一个问题，就是人感染病*之后会产生免疫记忆，会产生免疫保护。这是研究疫苗的一个理论基础。
还一个概念是R0，传染病的传播速度，它指一个感染者在传染期内，在易感人群中引起的新的感染者的期望人数。比如说，麻疹的传染是非常快的，一个人能传染19-20个人。
另外一个概念是群体免疫力，指的是一个群体里面，多大比例的个体获得免疫力，使得其他没有免疫力的人也受到保护从而不被感染。这个数值不难计算，临界值是H=1-1/R0。比如说麻疹是1-1/20，大概是95%，就是说95%的人获得群体免疫力后，病*就没法再传播了。
获得群体免疫的途径有两个，一个是实际的病*感染，另一个是接种疫苗。但是通过实际的感染获得群体免疫代价太高了。麻疹多人感染，死了多个，这是什么概念？相当于我们的小区不管几层楼，基本上每个单元都得放一两口棺材，这个代价是非常大的。
另外，病*在群体中传播是有一个临界值的。比如，大家发现麻疹的流行临界值大概是50万，据说在小于50万的人群里，这个病*是没法传下去的。这实际上也告诉我们，为什么我们控制病*的传播需要做隔离，就是为了把大的群体分隔成一小块一小块，让病*传不起来。
讲病*的通关，实际上都是讲新出现的病*，我们叫新发，或者再出现的传染病。禽流感、寨卡、摩尔斯、SARS、新冠这些病*都是动物来源的。70%的新发和再发传染病是来自于动物的，要么是野生动物，要么是家养的家畜，或者是宠物。
病*之所以能够从一个物种传到另外一个物种，主要是因为病*高的突变率和高的进化率让它可以适应新的速度。
这个过程实际上是一个非常长期的过程。病*在原先的物种和新的物种之间不断接触，可能刚开始感染新的物种效率很低，回去继续进化，然后再回来感染新物种，可能感染程度会更高一些。这实际上是一个不断试探的过程，这个过程持续的时间是非常长的。
简要总结一下，病*的通关之旅主要包括下面几步。首先要感染一个细胞，然后能够感染一个个体，并且能够在群体里面持续传播，最后，打通最难的两关——地理关、季节关之后，才会成为全球流行的病*。
但是，实际上大多数病*的跨种传播都是失败的。可能感染几个细胞之后，就被免疫系统清除掉了；可能感染的只有几个人，没法在人和人之间传播，这几个人去世了，也就消失了；或者像SARS一样感染一段时间，不能跨过季节关也就消失了。
所以，每当我们遇到一个新的病*，很难判断它到底能够通几关。是只能感染几个个体，还是能感染很多人，或者说甚至只能感染一个季节，然后就过去了呢？
这是非常影响我们决策的。如果反应过度，正常的生活就没法进行了。但是如果反应慢了，我们都看到了。这种情况下决策是非常困难的。
用通关体系消解对病*的恐慌
病*的通关成功就是人类的灾难，人类的灾难就是大家的恐慌。
我们经常会在报纸、新闻上看到一些关于传染病、关于病*的新闻。了解了简单的通关体系之后，就可以把它套进去看一看到底是怎么回事。
我最近在网上找了四个报道，我们来看看是怎么回事。
第一则报道与最近非常流行的一个叫“甩锅”的词有关。下图这位英国的生物学家叫维克拉玛辛赫，他甩锅甩得最彻底，甩给外星人了，说病*可能是来自于陨石，来自星星的病*。
这个有可能吗？我们根据前面的知识来分析一下。
第一，陨石到地球的温度很高，病*很不稳定，很容易就失活了。
此外，空间有很多射线，射线也会把病*杀死。哪怕侥幸有几个活的病*落到地上，也很难存活，因为陨石通常落在荒郊野外、人烟稀少的地方。
病*的目标是找到活的细胞，如果病*落在荒郊野外，它很难找到一个个体或细胞来感染，在环境中不能存活太长，不就消失了吗？
所以，病*来自陨石的可能性微乎其微。
最近还有一个报道，说美国俄亥俄大学在青藏高原采集了很多冰芯，在冰川的冰芯里面他们发现有很多新的病*。
这篇文章说他们发现有33属的基因病*，有28个属是以前从来没有过的。这个让大家很恐慌，说我们有新的灾难。是不是这么回事呢？
第一，冰川里的病*量很少。
第二，这个冰芯历史很久了，是大概年到一万多年以前的。病*在环境中不能存活太久，所以这个冰芯里面可能只有病*的核酸片段，没有活的病*颗粒。
哪怕有活的病*颗粒，冰川远离人烟，也是找不到活的细胞、活的个体来感染的。哪怕找到一个个体，我们知道病*要感染一个细胞首先得跟受体结合，不一定正好碰到的这个活的动物的受体就可以用。所以概率是很小的。
所以，冰川熔化释放的这些病*也不会有什么大问题。
近来大家也很