病毒也有“社交生活”

俞澜

正因为病毒是集体行动的，所以它们也有“江湖”，也有社交。新冠大流行期间，全世界人民都在保持社交距离，而新冠病毒却在此时加大了社交力度。

在我们的传统认知里，总会认为单个病毒粒子遇到目标细胞并入侵后，就会执行它致命的基因程序——组建一支病毒克隆大军，去对付下一个“受害者”。为了达到这个目的，病毒需要目标细胞的蛋白质和基因组生产设备，大量生产病毒组成部分的拷贝。这些病毒基因组和蛋白质被组装成病毒粒子，一旦病毒粒子达到临界质量，就会被喷出宿主细胞，宿主细胞在此过程中会被杀死。然后，病毒会开始下一个感染周期。

这种认识是正确的，但是被极大地简化了。西班牙巴伦西亚大学的拉斐尔·圣胡安说：“病毒粒子传统上被认为是病毒感染最小的单位。然而，单个病毒粒子往往不能引起生产性感染。”

事实上，病毒粒子通常“成群猎食”，可以与其他病毒一起感染细胞。研究这种相互作用的微生物学家认为，可以用描述动物、植物和细菌之间相互作用的概念来理解这种相互作用，从而形成新的病毒社会学领域。科学家在解释这些相互作用的社会进化理论时，试图将复杂的动物行为纳入进化理论。

早期的病毒学家对病毒之间的相互作用也并非一无所知。例如，他们发现病毒在感染宿主的过程中，会发生重复感染排除现象：一旦一个细胞被某个病毒感染，通常会阻止其他病毒进入。大多数人不会想到用社会进化理论来解释这些事情，因为被感染的细胞内形成的病毒都是原始入侵者的克隆体，因此几乎没有机会产生复杂的关系。

大约20年前，社会进化理论扩展到细菌领域。最近的发现表明，病毒也要服从这一规则。

美国加利福尼亚大学戴维斯分校的进化病毒学家塞缪尔·迪亚斯-穆尼奥斯说：“重复感染排除是一种根本性的社会特征。这是因为病毒必须进化出一种方法来对抗它周围的其他病毒。”

除了将其他病毒拒之门外，病毒间的斗争还有其他的选择。例如，即使宿主被单一病毒感染，它最终也可能包含大量不同的病毒基因组。病毒的突变率非常高，它们基因密码中的突变会以惊人的速度积累起来。因此，一个单一的宿主可以容纳“同一”类型病毒的数千个不同变种，为病毒之间的竞争和合作进化创造充足的机会。

另一个关键发现是——病毒经常聚集在一起“捕猎”。它们形成各种各样的“集体感染单位”，可以简单地由相同病毒聚集而成，也可以由两种或更多的不相关病毒组成。病毒在集体感染单位内相互作用，也可以同时感染同一细胞，再次为复杂的相互作用创造条件。这些同时感染现象是非常普遍的。

很多关于社会病毒学的早期研究都是用一类叫作噬菌体的病毒完成的。噬菌体曾被视为典型的“独行杀手”，然而1999年，科学家却发现一种名为phi6的噬菌体之间有互动行为。

相关研究发现，噬菌体会向它们所感染的细胞外发送分子信息。当病毒数量增加时，信号分子的水平就会增加。噬菌体会据此决定是暴发还是潜伏一段时间。这是噬菌体的群体感应，也是一种常见的合作策略。

研究焦点很快从噬菌体转移到感染哺乳动物（包括人类）的病毒身上。2005年，科学家第一次发现病毒也会合作。英国牛津大学社会病毒学家阿舍·利克斯说，成群的突变体更善于传递它们的基因，所以这是进化选择的结果。

有证据表明，包括麻疹病毒、流感病毒和乙型肝炎病毒在内的许多病毒，都存在合作行为。2016年，美国华盛顿大学的一个团队发现，两个病毒遗传变异体同时感染同一细胞时效率更高，其中一种变异体能高效地进入细胞，另一种能高效地离开细胞。这两种变异體在单独行动时成功率都比较低，但当它们一起合作时，就会获得更好的效果。进一步的研究表明，病毒还存在其他合作方式。突变体可能产生略有差异的病毒蛋白，其中一些在特定情况下更容易成功。虽然单个病毒不太可能获得所有这些有益的突变，但这无关紧要——病毒蛋白质和基因组会在细胞内混合，成为“公共物品”。利用这个资源池，可能会组装出一个完全适应的病毒，并将指令带出宿主细胞。

更有研究发现，病毒还拥有进行终极社会属性——利他主义。以丙型肝炎病毒为例，这种病毒建立了一支突变体“大军”，其中一些突变体可吸引免疫系统的重点关注，而另一些突变体则不受注意。它们团结协作，在行动时就能无往不利。

观察并掌握病毒的社交规律后，能否对疫苗、特效药的研发起到促进作用呢？让我们拭目以待！