新冠以外的病毒发现正在改写生物学 《自然》长文
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新型冠状病毒（SARS-CoV-2）只是地球上无穷无尽病毒中的沧海一粟 。 科学家在快速确定大批新病毒物种 。
在非洲白蚁丘、南极海豹、红海水体中 ， Mya Breitbart都发现了多种新型病毒 。 但想要获得大发现 ， 只要步入她位于佛罗里达家中后院 。 在她家泳池漫步着乳突棘蛛（Gasteracantha cancriformis）——外形奇妙的蜘蛛 ， 有着球形白色身体、黑色斑点、六根猩红尖刺 ， 看起来像某种中世纪武器 。 作为南佛罗里达大学的病毒生态学家 ， 让Breitbart更惊奇的是这种蜘蛛的内在 。 她和同事收集并磨碎一些蜘蛛样本后 ， 发现了两种之前科学界未知的病毒[1
。
虽然我们人类自2020年初开始特别关注一种尤其烦人的病毒 ， 但是还有千军万马的其他病毒有待发现 。 科学家预计 ， 任何时候仅在海洋中栖居的病毒颗粒就有约1031个——是已知宇宙中恒星估计数量的一百亿倍 。
我们逐渐明白 ， 生态系统和生物体 ， 都有赖于病毒 。 病毒轻如鸿毛 ， 作用却重于泰山 ， 他们跳转于宿主间 ， 改变宿主基因 ， 从而驱动了百万年的演化进程 。 在海洋里 ， 病毒切开微生物 ， 将内容物倾入大海 ， 让食物网富于营养 。 英属哥伦比亚大学病毒学家Curtis Suttle说：“要是没有病毒 ， 人类不会存在 。 ”
图示不同形状、大小的病毒 ， 如巨型拟菌病毒（右上）、登月器形状的噬菌体（中心） 。 图源：伪色电子显微照片（比例尺不一致） 。 首行左至右：天花病毒、酸菌瓶状病毒、拟菌病毒 。 中间行左至右：狂犬病病毒、T4噬菌体、轮状病毒 。 末行左至右：埃博拉病毒、烟草脆裂病毒、HIV-2病毒 。 SPL; M. H?ringet al./J. Virol.; E. Ghigoet al./PLOS Pathog.; Frederick A. Murphy/CDC Global
国际病毒分类委员会（ICTV）只列有9110种已命名的病毒 ， 这显然只是冰山一角 。 部分原因是 ， 过去要正式分类一种病毒 ， 要求能在宿主体内或宿主细胞内培养出这种病毒 。 即使这能做得到 ， 也颇为耗时 。 另一方面 ， 以往研究偏向于对人类或其他人类关心的生物致病的病毒 ， 例如牲畜或作物 。 但是 ， 新冠疫情给我们敲响了警钟 ， 我们需更多理解那些能转换宿主、威胁到牲畜、农作物及人类自身的病毒 。
过去10年来 ， 已知且已命名的病毒数量剧增 ， 这得益于发现病毒技术的进步 ， 再加上确定新病毒物种的规则近期发生了变化 ， 无需培养病毒及宿主即可命名病毒 。 宏基因组技术是影响最深远的技术之一 ， 研究人员能利用这项技术提取环境基因组样本 ， 无需培养单个病毒 。 更新的技术（如单病毒测序技术）进一步增补了病毒列表 ， 包括一些很常见但直到如今才受到关注的病毒 。 做这类研究正赶上了一个激动人心的时代 。 Breitbart说：“我认为 ， 从各种意义上说 ， 现在是病毒组学的时代了 。 ”
仅2020年 ， ICTV就在其正式列表中增加了1044种病毒 ， 还有上千种正在等待描述和命名 。 基因组激增不仅促使病毒学家重新思考病毒分类的方式 ， 还有助于澄清病毒的演化过程 。 强有力的证据证明 ， 病毒出现过多次 ， 而非单一起源 。
即便如此 ， Jens Kuhn说 ， 病毒世界的真实范围大多未明 。 他是美国国家过敏和传染病研究所的一名病毒学家 ， 他说：“我们真的完全不知道那里有什么 。 ”
无处不在
病毒有两个共同特性：每个病毒的基因组都包裹在蛋白衣壳里 ， 每个病毒都依赖宿主（可能是人、蜘蛛或植物）完成自我复制 。 但除此之外 ， 病毒差异巨大 。
微小的圆环病毒只有两三个基因 ， 巨大的拟菌病毒“体型”能超过某些细菌 ， 携带上百个基因 。 从形状来说 ， 有像登月器一样、感染细菌的噬菌体病毒 ， 也有现今世界深恶痛绝的冠状病毒 ， 像个杀手刺儿球 。 有些病毒以DNA存储基因 ， 有些为RNA；甚至有种噬菌体 ， 用的是另一套遗传字母表 ， 把标准ACGT系统里的A碱基换成了名为Z的分子 。
对乳突棘蛛的研究发现了两种之前学界未知的病毒 。 图源：Scott Leslie/Minden Pictures/Alamy
病毒无处不在 ， 甚至科学家没找它们也会出现 。 Frederik Schulz在读取废水中的基因组序列时 ， 并没有打算研究病毒 。 2015年时 ， 他是维也纳大学的研究生 ， 正用宏基因组技术寻找细菌 。 这项技术要从混合的生物体中分离DNA ， 分割成片段后全部测序 ， 再通过计算机软件把片段组装成个体基因组 ， 类似把上百块打乱的图块拼起来 。
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