黎路林，刘金林，罗勤，谢波，张铭 *
*作者单位：华中师范大学生命科学学院，作者贡献同等，顺序以姓氏拼音排序。
引言
2019年的岁末，一场突如其来的新型冠状病毒（novel coronavirus，2019-nCoV）肺炎疫情在武汉爆发，迅速给周边地区乃至全国人民的正常生活与工作带来严重影响。时至本文写作时间（2020.2.9）全国的新确诊病例和死亡病例依然在上升。显然，人类正在与一个看不见的对手做生死搏斗！然而，当回顾人类认识和抗击传染性疾病的历史，分析近年来科学技术的发展，我们必然怀有乐观心态，相信最终能够战胜这一病毒带来的疫情，而科学技术和科学精神显然是我们不可或缺的武器。本文将介绍一些与细菌和病毒等常见病原有关的科学知识，再提出几点思考与建议。限于作者的认识水平，本文存在的偏颇之处敬请指正。
一、瘟疫与科学认识的发展
在二十世纪以前，威胁人类生命的第一杀手就是瘟疫，即传染性疾病（传染病）。鼠疫、霍乱、天花、猩红热、伤寒、黄热病、痢疾和流感等烈性传染病经常袭扰和摧残人类。很多地方超过一半的儿童活不过5岁就会因传染病等因素而夭折。历史上的许多重大事件都与传染病有关。例如，发生于公元六世纪的黑死病是史书明确记载的欧洲首次鼠疫大流行。这场鼠疫持续了近60年，死亡人数近亿，被认为是罗马帝国灭亡的主要原因之一。十四世纪中叶，鼠疫再度肆虐欧洲，数年间就夺走了两千五百多万人的生命，占当时欧洲人口的四分之一。欧洲人对传染病是谈病色变，以至于到大航海时代时，患坏血病的船员要么被遗弃荒岛，要么被直接扔入海里。
一直到十九世纪后期，法国微生物学家路易斯·巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）和德国微生物学家罗伯特·科赫（Robert Koch，1843-1910）在微生物学研究中取得了重要进展，人类才对传染病的根源有了科学的认识。巴斯德通过鹅颈瓶实验否定了当时的生命自然发生学说，并对疫苗的研制做出重要贡献；科赫则发现了结核杆菌，并提出了著名的确定某种微生物为病原物的科赫假说，也称科赫法则（Koch postulates）。在此基础上建立的一系列科学理论和技术也为以后世界各国传染病的防治提供了正确的指导。
中国在历史上也屡次受到瘟疫的侵袭。例如，在1910年底的东北肺鼠疫中，“鼠疫斗士”伍连德毅然挑起抗疫的重任，通过解剖尸体等手段认定这次鼠疫属于新的“人传人”的肺鼠疫，而不是“啮齿动物-蚤-人”的传播途径。他进而主导制定严格的交通管制、强制隔离、焚烧尸体等预防措施。历时4个多月，疫情最终成功地得到了全面控制。而在2003年，由SARS冠状病毒引起的严重急性呼吸综合征（SARS，简称“非典”）依然是现在许多人记忆犹新的一场严重疫情。在抗击非典的过程中，人们最初对病原的认识不足。钟南山院士带领团队尊重科学，实事求是，坚持从实践出发摸索出一套富有明显疗效的针对病毒性病原的治疗方案。世界卫生组织正式宣布该疾病的病原体为SARS冠状病毒后，才从根本上扭转了公众对非典的认识，有利帮助了对疫情的完全遏制。
回顾这些抗击瘟疫的历史，可以看到人类与病原的斗争是一直存在的。也正是通过这些抗击，我们才不断加深对自然界的认识，并不断提高科技水平。我们也只有对病原及其致病机理具有足够科学的认识，正确地利用科学技术开展预防和治疗，才能够取得每一次抗击瘟疫的最终胜利！
二、认识病原
人类面临危害性最大的病原主要来源于细菌和病毒。细菌是地球上最早出现的生命形式之一，种类繁多，大小和形态差异较大。常见的细菌直径介于1-10微米之间，是单细胞原核生物。细菌细胞的构造主要包括细胞壁、细胞膜、核区、细胞质、内含物、间体等一般构造；部分细菌还有一些特殊的构造，如糖被、鞭毛、芽孢、菌毛和性菌毛等，有利于细菌在特定条件下的生存、运动和信息交流。细菌性的病原，如“黑死病”的病原鼠疫耶尔森菌、人类霍乱病原霍乱弧菌、肺结核病原结核分枝杆菌等，都曾是人类挥之不去的梦靥。
病毒个体比细菌更加微小。圆球形病毒粒子直径一般介于10～300纳米之间；杆状或丝状病毒粒子长度一般不超过750纳米。大多数病毒粒子仅由核酸遗传物质和蛋白质衣壳构成。有些病毒的衣壳外还有囊膜。囊膜通常含脂类、蛋白和糖类。病毒的衣壳和囊膜保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化因子的破坏，也决定了病毒对宿主易感细胞的识别和侵入。病毒是严格寄生生物，只有在宿主细胞内才表现生命特征。对人类健康影响较大的病毒包括天花病毒、流感病毒、人体免疫缺陷病毒、埃博拉病毒、SARS病毒、MERS病毒、乙型脑炎病毒、狂犬病毒、肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、登革热病毒和寨卡病毒等。
2019年12月以来在武汉市出现的新型冠状病毒肺炎和2003年始于广州的SARS疫情都是由冠状病毒引起。冠状病毒是RNA病毒，感染哺乳动物和鸟类。冠状病毒是成年人普通感冒的主要病原之一，也可以引起多种动物的肠胃炎。SARS病毒和本次爆发的2019-nCoV病毒都是新发现的冠状病毒类型。SARS病毒目前被认为源于蝙蝠，通过中间寄主果子狸传染人群。此次新型冠状病毒肺炎疫情爆发起源于位于武汉市华南海鲜城市场。由于该市场也存在野生动物交易，怀疑2019-nCoV也是通过野生动物传染与其接触人群，目前尚未查出具体野生动物源头和中间寄主。
值得注意的是，自然界中存在大量的微生物，它们对生物圈的物质转化、人类健康都发挥着重要作用，而病原微生物只是其中一小部分。例如，人体口腔、肠道等器官的细菌（也包括其他微生物如真菌等）的数量高达1013以上，是人体细胞的1至10倍。这些数目庞大的小生命小心谨慎地维护人体健康，能提供人体所需的营养（包括维生素等），并抑制致病菌群的生长，分解有害、有毒物质等。
三、瘟疫的防治
不同病原侵入人体与致病的方式各不相同。病原是否能够致病以及发病程度取决于宿主个体和病原之间博弈的结果。一般说来，我们可以通过控制传染源、切断该病原的传播途径和保护易感者等方式，对病原造成的疾病进行预防和控制。如果是鼠疫、霍乱、SARS等烈性传染病，对病人、疑似病例和暴露群体进行隔离治疗、观察则是控制疫情的关键措施。目前已有很多药物可以帮助人体抑制或者杀死入侵的病原。而对新发病原来说，如无可以利用的老药，则需要设计和筛选新的药物，并开展非常严谨的实验和多周期的临床验证。值得注意的是，人们需要规范抗生素等药物的使用，避免滥用造成抗药性增加，反而使病原无药可控。
由于病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的生物合成系统复制，能够抑制病毒增殖的药物也有可能损害宿主细胞功能，对人体健康具有负面效应。因此，对人类病毒病而言，预防比治疗更为重要。疫苗接种是迄今最有效的病毒病防控手段。
在抗击此次新型冠状病毒的过程中可以发现，许多新的科技手段在病毒检测、病患诊断和治疗中发挥了重要作用。例如：高通量测序技术和生物信息学，对在较短时间内获得该病毒的全基因组序列、预测进化特点、制定核酸检测方案提供了重要帮助。此外，正处于紧锣密鼓的攻关阶段的新型冠状病毒治疗药物和疫苗研发也汇集了微生物学、免疫学、基因工程、药学和化学等多种学科的理论和技术。瘟疫的防治不仅仅是医学或者生命科学的独角戏，而是更需要多学科的协同创新。
四、思考与建议
目前尚不能全面掌握这次疫情带来的影响，但我们相信它留给我们的将不只是遗憾，更应促使我们做好每一步应对工作，让我们在未来更有能力应对瘟疫带来的挑战。我们认为，可以从以下几个方面做到更加科学地认识瘟疫，促进协同多方面的力量，来争取抗击瘟疫的全面胜利：
1．正确认识人与自然之间的关系，加强生态学通识教育
人类在与传染病的斗争历程中，不仅产生了许多重大科学发现和有效方法，也在反思动物与人、健康人与患者、人与自然等伦理和人文问题。自然界存在巨大的微生物群体，人类与微生物也将始终相伴。如果不注意人类自身的行为与科学预防，新型冠状病毒决不会是最后一个引起大型公共卫生危机的新发病原。近年来，环境污染和人类活动的加剧被认为是造成新发病原不断出现的重要原因。我们应理解和遵守保护生态环境的规定，尤其要重视野生动物可能携带潜在病原，注意人和野生动物的和平相处。而作为教师教育特色类型的大学，我们更应注重开展生态学的通识性教育，以促进在中、小学生中普及正确的生态文明观念。
2．以解决问题为导向，加强协同创新，做好技术储备
人类在许多已知传染病原的防治上取得举世瞩目的成就，然而面对新发病原时，可能依然会缺乏足够的技术储备和应对措施。取得对瘟疫战争的胜利也绝不是一个部门或一种科学技术所能完成的，需要多学科协同参与。因此，就科学技术而言，在今后的时间内，希望严格以解决问题为导向，建立协同创新科研群体和相应的运行机制。在我国，需要在党和政府的统一领导下，主动灵活地进行科研攻关，“把论文写在祖国的大地上”，尽力做好应对各种疫病风险的技术储备。
3．加强全民科普，提升民间抗疫知识水平
新型冠状病毒肺炎的爆发反映出在全民范围内重大疫病的预防和相关法律的普及依然较为缺乏。唯有继续加强全民的科学与人文教育，培养以人为本、实事求是的科学精神，才能从根本上遏制在面对疫情时民众的恐慌和谣言的散播等问题，并促进紧急疫情应对机制的完善和正确防治措施的执行。此外，在抗击瘟疫的过程中，我们不仅需要专业医护人员的救治，还需要建立具有一定专业水平的基层组织，在疫情防控中发挥基础性力量。
最后，我们坚信在党和政府的坚强领导下、在全国人民的大力支持下，我们抗击新型冠状病毒肺炎的胜利就在不远方！
（致谢：感谢邱玉华书记在本文写作中的建议和帮助。）
