从19世纪末到20世纪初,从拜耶林克发现烟草花叶病毒到更多科学家使用他的方法发现更多致病病毒,科学家们已经掌握了不少关于病毒的重要知识,知道病毒具有传染性,体型小到不可思议,也知道一些病毒会导致特定的疾病,如烟草花叶病和狂犬病等。但病毒学作为一门年轻的科学,视野毕竟还相当狭窄。那时,人们更多专注于病毒造成的危害上,比如哪些病毒会让人得病,哪些危害农作物和牲畜的健康。那时的病毒学家,也基本上不会把他们的视野扩展到与人类生活相关的小小领域之外。其实,这就和我们现在的普通大众一样,大家对病毒的认识也大致如此。但100年来,科学家对病毒世界的探索远远不止于此,更多的故事,更多的知识,更多的思考,或许你也会感兴趣的。

1915年,英国医生佛雷德里克·特沃特正在尝试用一种更简单的方法来生产天花疫苗。在那之前,常规的天花疫苗里都含有一种天花病毒的近亲,也就是更为温和的牛痘。麻烦的是,牛痘病毒只能从宿主获得,也就是说只能从免疫过的人或者牛体内分离出来。特沃特想看看能不能通过感染实验室培养皿里的细胞,用更快的方式生产牛痘病毒。

他的实验以失败告终,因为细菌污染了培养皿,细胞被全部杀死了。特沃特很懊恼,但同时,又发现了另一个奇怪的现象。培养皿里出现了一些亮亮的斑点。他把培养皿放到显微镜下,发现亮斑里全是死去的细菌。这是怎么回事?细菌杀死了细胞,难道又有什么东西杀死了这些细菌吗?特沃特立即从亮斑里取出一点,接种到其他培养皿的菌落上。几个小时之后,出现了两种情况。接种在同种菌落上的培养皿里也出现了亮亮的小斑点,同样也是死细菌。而接种在其他种类菌落上的培养皿里,则没有什么异常。

对于这样的结果,特沃特进行了三种可能的猜测。第一,他观察到的,可能是这种细菌生命周期中的一个奇怪特性。第二,这种细菌在杀死细胞的同时,也生成了另一种酶,而这种酶又把它们自己杀死了。第三,也许他发现了一种新病毒,一种能杀死特定细菌的病毒。但是特沃特对这三种解释没有再做深究,只是把实验发现和这些可能都公布了出来。

两年后,第一次世界大战正打的无比惨烈,而痢疾又是常常困扰士兵的疾病。法国医生德雷勒正在部队照顾那些因伤病而垂死挣扎的士兵。对于痢疾,那时没有特别好的办法,因为能够对付痢疾杆菌的抗生素还没有被发明出来呢。德雷勒医生打算用拜耶林克的方法过滤一下痢疾病人的粪便,在极细的过滤之后,连细菌都不能通过。这样就得到了澄清透明的液体。他把这些液体和新鲜的痢疾杆菌样品混合在一起,铺在培养皿上观察。几个小时后,德雷勒医生发现了奇怪的现象,菌落上开始出现一些透明的小斑点。把这些小斑点再次接种到新的痢疾杆菌上,培养皿中又会再次出现亮斑。

以过滤后再感染的方法得到致病病毒,从拜耶林克开始,简直屡试不爽。而这一次,德雷勒医生发现的正是能够消灭细菌的病毒。那些培养皿上的小亮斑,就是细菌死去后的尸体,病毒在这里进行了一场歼灭战。德雷勒医生给这种病毒起名,就叫噬菌体。

不过能感染细菌的病毒,在当时还是有些匪夷所思。1919年诺奖得主法国免疫学家朱尔·博尔代换用大肠杆菌进行再次试验的时候却没有能够完全重复德雷勒的情况。因此,他断定没有什么噬菌体病毒。而是当年特沃特提出的第二种解释,前一批大肠杆菌分泌了某种蛋白质,把其他菌株杀死,但对自己则没有毒性。

德雷勒与博尔代展开了激烈的论战,谁也说服不了谁。归根结底,还是证据都不够硬,毕竟谁也没有亲眼看到病毒,或者是蛋白质。

不过,20世纪30年代,电子显微镜的发明结束了这一争论。人们能够直接看到如同病毒般微小的东西了,事实证明德雷勒是正确的。在电子显微镜下,病毒围剿细菌的场景,鲜活的呈现在他们眼前。

后来科学家了解到,噬菌体也有很多种,不同的噬菌体和他们对应的宿主之间的关系也不同,就如同病毒与其他宿主一样。有的噬菌体比较温和,就像HPV感染人类一样。而有的噬菌体又比较凶狠,就像埃博拉病毒那样。当年德雷勒和博尔代因为用了不同的细菌进行试验,遇到的噬菌体类型完全不同,所以观察到的现象也就不尽相同。有时候温和的噬菌体感染细菌之后,其他噬菌体就无法再进入细菌,反而成了细菌的免疫和保护。

在青霉素还没有被发明的时候,尽管学术争论还在继续,德雷勒医生却已经开始用他发现的噬菌体来治疗细菌感染了。他把噬菌体喝下,并注射到自己身体里,在确定安全后,就用于了痢疾和霍乱病人的治疗。奇迹出现了,德雷勒医生的噬菌体果然有效。

不过,第二次世界大战前夕,亚历山大·弗莱明发现了青霉素,他拥有更广谱的抗菌性,换句话说,什么细菌都能杀。这可比噬菌体方便多了。更何况,噬菌体毕竟是活的病毒,而抗生素不是活的生物,人们自然更放心抗生素。对于噬菌体治疗感染的热度也就降了下来。

不过,风水轮流转,三十年河东三十年河西,谁又能想到当初的抗菌神药青霉素那么快就走下了神坛,而一代代新的抗生素被研发出来,却又一代代败在细菌的抗药性手里。到如今,抵抗几乎所有抗生素的超级细菌也不罕见,人类难道要回到那个没有抗生素的年代了吗?

噬菌体或许是另一条出路,人类对于噬菌体的研究一直在进行。当然,现在的噬菌体疗法还远远没有那么好用,需要解决杀伤广度、制备难度、杀伤效率以及生产经济性等许多问题,不过噬菌体对细菌和抗生素对细菌最大的不同在于,前者是活的病毒,以演化对演化,即使细菌会变异,会产生抵抗,但噬菌体也会变异,也可产生新的感染性。2008年还有科学家对噬菌体进行了基因改造,改造后的噬菌体拥有了杀伤细菌更强的能力。或许在抗生素失守之后,噬菌体将成为对抗细菌感染新的希望。