病毒和演化

就像自然选择塑造了人类、植物和地球上所有生物的进化一样，自然选择也塑造了病毒。虽然从技术上讲，病毒不是活的——它们需要宿主才能繁殖——但它们受到进化的压力。

人类免疫系统使用多种策略来对抗病原体。病原体的工作是逃避免疫系统，制造更多的自我复制，并传播到其他宿主。帮助病毒发挥作用的特征往往会代代相传。使病毒难以传播到另一个宿主的特征往往会消失。

举个例子，一种病毒发生了突变，使其对人类宿主特别致命，并在感染后几小时内杀死宿主。病毒的后代需要一个新的健康的宿主才能生存。如果它在宿主感染他人之前杀死了宿主，突变就会消失。

一种方式寄宿来保护自己免受病毒的是对其进行抗体。抗体锁定在病毒的外表面蛋白上，并防止其进入宿主细胞。出现与感染宿主的其他病毒不同的病毒具有优势：宿主没有以抗体形式预先存在的免疫力，对该病毒。许多病毒适应涉及对病毒外表面的变化。

下面我们看看病毒演变中的两个特殊情况：如何在流感病毒和人类免疫缺陷病毒（HIV，导致艾滋病病毒）中发生的进化。这两种病毒都是RNA病毒，这意味着它们的遗传物质在RNA中编码，而不是DNA。DNA是比RNA更稳定的分子，DNA病毒具有校对检查作为其生殖过程的一部分。他们设法使用宿主细胞来验证病毒DNA复制。如果病毒在复制DNA时犯了错误，则宿主细胞通常可以纠正错误。因此，DNA病毒不会改变或变异。然而，RNA是一种不稳定的分子，RNA病毒在其复制中没有内置校对步骤。复制RNA中的错误频繁发生，并且宿主细胞不纠正这些错误。RNA病毒突变频繁，对其宿主产生重要的影响。

流感病毒

流感病毒是属于三种类型之一的简单实体:A、B或c。它们由不超过七八个RNA片段组成，这些片段被包裹在蛋白质的包膜中。病毒RNA的突变和来自不同来源的RNA的重组导致病毒进化。

抗原漂移

流感病毒可以通过与病毒表面蛋白血凝素和神经氨酸酶(简称HA和NA)相关的基因突变逐渐进化。这些突变可能导致病毒的外表面与先前感染过该病毒祖先株的宿主不同。在这种情况下，先前感染祖先菌株产生的抗体不能有效地对抗变异病毒，从而导致疾病。(血凝素和神经氨酸酶是流感亚型的首字母缩写。例如，2009年的流感大流行是由甲型H1N1流感病毒引起的。)随着突变在病毒的后代中积累，病毒会“漂移”离开其祖先菌株。

抗原漂变是每个流感季节都需要开发新流感疫苗的原因之一。科学家们试图预测目前流行的流感病毒可能发生哪些变化。他们发明了一种疫苗来对抗预测的病毒有时预测是准确的，而流感疫苗是有效的。其他时候，这种预测会落空，疫苗无法预防疾病。

抗原转移

抗原转变是一种过程，通过该过程，其两种或更多种不同类型的流感组合组合以形成与祖先菌株不同的病毒。结果具有新的HA或Na亚型的病毒。抗原偏移可能导致全球疾病扩散或大流行，因为人类将有很少或没有抗体来阻断感染。但是，如果新的流感亚型不易将人员传递给人，则疾病爆发将受到限制。

抗原偏移有两种方式发生。首先，当两种或更多种不同的流感病毒感染相同的宿主细胞并结合它们的遗传物质时，可以通过遗传重组或重配进行抗原转变或重配。流感病毒可以感染鸟类，猪和人类，并且当这些病毒类型结合时，可能会发生主要的抗原移位。例如，猪流感病毒和人类流感病毒可以在鸟类中结合，导致自然不同的流感类型。如果病毒感染人类并且有效地在其中传播，可能发生大流行。

其次，一种流感的病毒可以从一种类型的生物，通常是鸟类，以另一种类型的生物，如人类，而不进行重大遗传变化。如果病毒在人体宿主中突变，以便在人们中容易蔓延，可能会导致大流行。

在所有情况下，抗原移位产生具有新的HA或Na亚型的病毒，人类没有，或者很少，预先存在的抗体。一旦科学家能够识别新的亚型，通常可以创建一种疫苗，这将提供来自病毒的保护。

为什么抗原转变仅与流感A，而不是流感B和C？流感A是唯一可以感染各种各样的动物的流感类型：人类，水禽，其他鸟类，猪，狗和马。因此，重组可能性与流感B和C非常低或不存在。

2003年亚洲爆发的禽流感有可能引发大流行。一种H5N1型甲型流感病毒从受感染的禽类传播给人类，导致严重的人类疾病。但是，该病毒还没有进化到易于在人与人之间传播的程度，因此还没有发生H5N1大流行。

艾滋病毒

由于有几种原因，导致获得的免疫缺陷综合征（艾滋病）的病毒是一种高度基因的可变病毒。首先，它比大多数其他实体更快地繁殖。它可以每天生产数十亿份。由于它使得自身的快速消耗副本，通常会产生错误，这将转化为其遗传密码的突变。突变对病毒生存的越有益，突变病毒的可能性越可能是繁殖。

艾滋病毒可变异性的另一个原因是来自病毒重组的能力，并在个人内形成新的变体。当宿主细胞感染两种不同的艾滋病毒的不同变异时，会发生这种情况。两种病毒的元素可以组合成导致新病毒，这是两个父母的独特组合。

艾滋病毒进化的快速率具有重要的影响。艾滋病毒可以迅速发展对抗HIV药物的抵抗力。另外，将疫苗靶向快速改变的病毒是挑战性的。迄今为止，研究人员已经开发了几种候选艾滋病毒疫苗，但在临床试验中表现不足以进行保证执照。阅读文章艾滋病毒疫苗的发展了解有关挑战和承诺的更多信息。

来源

Burke，D.S.HIV的重组:一种重要的病毒进化策略．新兴传染病．1997年9月;沃尔特·里德陆军研究所。访问01/10/2018。

疾病预防控制中心。流感病毒如何改变：转移和漂移。访问01/10/2018。

疾病预防控制中心。流感病毒的类型．访问01/10/2018。

加州大学古生物学博物馆。从病毒观看的演变．2007年12月。访问01/10/2018。

加州大学古生物学博物馆。HIV:终极进化者．访问01/10/2018。

最后更新:2018年1月10日