我们已经发现流感病毒可以变异为新的病毒形式,有时这些变异后的病毒更加危险,这解释了为何有些人会经常得流感。为什么其他已经发现的病毒,比如脊髓灰质炎病毒和天花病毒,就没有这种特点呢?
流感病毒的确变异得非常快。抗流感的疫苗必须每两到三年就更新一次,因为流感病毒表面的蛋白质一直在变化,从而让它逃过免疫系统的搜捕。脊髓灰质炎和许多其他人类病毒的疫苗则几十年来没有变化过。
病毒变异速度在部分上取决于它使用的遗传物质种类。有些病毒的基因组包含DNA。还有些病毒则用一种化学结构类似的分子,即RNA,作为其遗传物质。还有一种病毒,逆转录病毒,它也以RNA为遗传物质,但可以将RNA复制到感染细胞的DNA中。
通常来讲,DNA病毒的变异速度比逆转录病毒要慢,而逆转录病毒的变异速度又比RNA病毒慢。变异速度最快的RNA病毒比变异速度最慢的DNA病毒要快大约10万倍。这个数字反映了不同遗传物质的复制机制所具有的准确性和校对能力。
天花病毒使用的基因组是DNA,消灭天花之前的30年间,研究者对全球45种病毒样本进行的比较表明,其序列基本没有什么变化。不过,遗传物质复制的校对能力并不能完全解释病毒变异速度差异的现象,因为脊髓灰质炎、麻疹和流感都是由RNA病毒引起的。
病毒变异速度的影响因素还包括其增代时间、基因组结构(DNA或RNA的折叠方式,以及是单链还是双链)、病毒和宿主酶,以及病毒粒子之间交换遗传物质的几率。
不过,较快的变异速度并不总是有利于病毒的进化。在一项实验中,研究者将脊髓灰质炎病毒的变异速度比人工提高了10倍,结果病毒的复制量降低了一千倍,这或许是一个致命错误导致的结果。事实上,将变异速度增至致命程度正是某些抗病毒药物的原理,例如治疗丙肝的药物三唑核苷。
因此,变异速度并不足以解释为何流感病毒比其他RNA病毒更善于伪装自己,而表面蛋白体的进化究竟受到何种限制也仍然是一个谜。