搜索
病毒与人类及环境三者之间的关系2011级生物科学20114083023刘诗瑶【摘要】：病毒是许多人及重要经济动、植物病患的病原。一些病毒在环境中可届条件不同而生存数小时到数月，并在水、气、土中迁移达若干公里。环境中有哪些引起人类疾病流行的病毒类型？它们的分布、传播途径有什么规律？它们与人类健康的关系如何？怎样使它们得以控制和消除？对这些问题的了解,有助于增进人们对病毒污染环境所造成严重后果的认识及其防治对策的选择。同时，人类与病毒这两种具有复杂关系的生物之间总是有相互影响的。该文是对人类影响病毒多样性以及人类病毒与环境三者之间的关系进行思考。影响为两个方面：间接影响，通过影响病毒的生存环境影响病毒的多样性；直接影响病毒的多样性。人类的许多行为造成病毒多样性的改变，多数情况下，人类会为之付出代价。而有些后果事实上是可以避免的。此文旨在引起更多人的反思，从而更多地从自身角度出发来减轻病毒的伤害。【关键字】：人类健康，病毒类型，环境因素，病毒灭活。【前言】：三世纪以前就有史料记载人类遭受病毒的伤害。病毒这种最小的生物竟成为目前发现的最高智慧的人类最大的天敌。有人甚至说过，如果人类有一天灭绝，其罪魁祸首极有可能是某种病毒。病毒结构极其简单，也极易产生变异。病毒变异本是常事，但近几年病毒变异速度之快叫人诧异。寄生在人体细胞内的致病性病毒，能以各种方式从体内释放到自然环境中。如果对排出的病毒不进行控制和及时处理，就要污染环境，而环境中的病毒一旦感染人群就可引起病毒性疾病的大面积流行。人类的某些活动影响到了环境进而影响到了病毒，促使近几年病毒新品种产生速度加快。【主体】：一、环境中的病毒1、水环境中的病毒由于人口的集中和工业化程度的提高，人们对水资源的利用要求也随之提高，这不可避免地要循环利用经处理过的水，而生活污水、医院污水大量排入水环境中，会造成污染。但是每人每天又必须消耗大量的水，因而水中的病毒污染问题更为紧迫地摆在人们面前。（1）、生活废水生活废水中病毒主要来自病毒病患者的粪便和分泌物。污水中病毒的含量取决于人群的结构、社会经济条件、污水的处理程度、稀释水量的大小、排出病毒的数量和性质及季节的变化等因素，卫生条件差的地区的污水中病毒含量高。相对其它水体而言，污水中病毒含量最多。1972年-1974年Fattal[1]从以色列海法市的市政污水中检出病毒的月平均浓为6×106PFU/升。1975年Rao报道，印度一些未经处理的污水中病毒量达1.15xl04PFO/升。Melnick[2]估计，美国家庭生活污水中病毒量平均约700PFU/升。近几年，我国几个研究单位从医院污水和生活污水中检出了人肠道病毒.由于我国城镇生活污水大多未经消毒处理就直接排放，估计其中的病毒含量是很多的。（2）、江河湖泊在许多国家，河流不仅仅是饮用水之源，也用作其他的目的以及接收废水。凡汇流有人排泄物和生活污水的江河湖泊几乎都有人肠道病毒存在。水体中病毒的含量与汇流进入的污水量、接受水体的容量及稀释能力有关·艾金(Akin)等调查了世界上部分河流的病毒污染情况，其结果都检测到病毒的存在。Matsuuar等【3】报告了对日本富山地区河流中轮状病毒污染状况的调查结果,指出河水中轮状病含量的大小与沿河流域人和动物排泄物的流入量有关:汇入河中的生活污水量越大,河水中病毒的含量就越高。在我国武汉东湖,水中病毒的检出率为100%,病毒含量为156～465pFu/l[4]。另据报道，长江武汉水段中，人肠道病毒含量为1.2×102～1.7×108pFu/l。（3）、海水人类活动所产生的废物,其中许多最终都是排入海洋,一些含有病毒的江河水流也不断地流入海洋，使海水也被污染。据卢西纳(Luecna)等报道【5】，他们在对3个海湾的水样进行病毒分离时，其中两个水样中病毒的阳性率为17%，而另一个水样为80%。由于海水体积大，稀释力强，海水中病毒的含量较其他水体要低些。（4）、地下水在灌溉土地之后,污水中病毒的迁移已受到关注。最近有报道指出，病毒通过地下层时不仅可垂直渗透，还可侧向迁移。耶特斯(Yates)等指出:在美国发生的水传性疾病中，病毒是一个重要的致病因子；化粪池中每年有大量水渗入地下，是土壤中和地下水中病毒的主要来源，为避免来源于化粪池的病毒及其他污染源，饮用水井应距化粪池有一定距离。病毒在地下层的渗透及迁移距离与地层结构、离子环境和病毒种类有关。病毒渗入土壤的深度取决于病毒运动过程中所具备的电荷强度。詹森斯(Jansons)等人的研究表明，地下水的温度、溶解氧浓度，对病毒的存活有重要影响。在某些特殊地下水中，如矿泉水等，也有病毒存在。（5）、自来水一般来说，自来水中病毒与处理前原水中病毒的含量无相关性，但与水厂的处理工艺有关。有人从某自来水厂的7个自来水水样中，检出病毒阳性率为10%【6】，另有人在所检的10个自来水水样中，检出50%含肠道病毒【7】，还有人对水厂原水和出厂自来水进行病毒检验，结果进厂原水中的病毒含量为4～50pFu/l，而在出厂的40升自来水中，未找到病毒【8】。2、空气中的病毒病毒在空气中以气溶胶的方式存在,气溶胶是空气中不同大小颗粒所形成的分散相。含病毒的气溶胶大多在0.2～5μm之间,能在空气中悬浮较长时间，并且易使人吸入呼吸道而致使敏感个体感染。可通过气溶胶传播的病毒有多种。空气中含病毒的气溶胶产生于某些自然现象和人类活动，如刮风、水流、污水处理、汽车行驶、划船、喷雾、灌溉等，这些气溶胶还能被风吹到远方。从理论上讲，几乎任何病毒都能通过空气传播，但是事实上已被证明的种类却有限。这是因为日光辐照、大气温度、湿度以及空气中所含的一些气态物质(如SO2)等，对气溶胶中病毒存活有很大的影响。3、土攘中的病毒按人们传统的观念，垃圾、污泥和废水常被当成良好的肥料而用于土壤改良，使这些废物废水转化成粮食及其他作物。然而，这却忽视了未经处理过的废物中有大量病毒存在。这些病毒一部分随雨水冲进江河湖泊，或渗入地下，另一部分则被土壤吸附。有人就病毒对土壤的吸附方式、病毒对土壤的相互作用等进行了深入的研究，指出病毒在土壤中渗透或吸附与土壤颗粒大小、土壤结构、离子环境等有关。离子环境的改变会引起可逆吸附，一旦病毒被吸附，土壤对病毒就具保护作用。对病毒具有较高吸附力的土壤可能对病毒的存活更为有利。4、人类食品中的病毒众所周知，食品作为媒介，一直在传播多种危害人类健康的疾病。通过适宜的检测方法已鉴定了多种食品中含有病毒或受到病毒污染，如牡蛎、蛤、鱼、乳类、蛋、蔬莱、水果等。这些检测结果具有特殊意义，告诫人们要当心:生食这些东西，可能会因病毒未通过食品加工处理被灭活而使人致病。病毒如同其他生物一样，也是整个自然生态系统中的一个组成部分。尽管它们无通常生物所具备的新陈代谢能力，也不能在无生命的培养基上生长繁殖，离开宿主细胞时很易受到环境因素的影响而被灭活，但当它们遇到有利条件时便得以生存，并伴随树质的循环，在复杂的生态系统中不断地迁移、转化和富集。一旦获得重新进入适宜宿主的机会，将进行增殖，造成疾病的流行和传播。在此要指出的是，不应忽视由健康带毒者的粪便所含的大量病毒对环境产生的污染。由于病毒属于分子生物，结构简单，个体微小，因而必须借助灵敏、高效的病毒分离鉴定方法对病毒的污染及传播进行有效的监测和控制。对水或污泥等环境中的病毒浓缩分离已有常规和较成熟的方法，中较为简便的有纱布包法、脱水法、两相分离、超速离心和冷冻浓缩等。应用比较多的是酸沉淀法及有机絮凝法。这两种方法回收病毒的效果较好，但异常的离子环境和pH条件，易使病毒的稳定性受到损害。刘易斯(Lewis)等采用的聚乙二醇沉淀法弥补了上述方法的不足。目前比较多的还是将盐沉淀、吸附和超滤等多种方法结合起来使用。病毒对某些固体物质有较强的吸附力，利用这一特点，皂土被用来浓缩水中的病毒，滑石粉一硅藻土浓缩技术也能有效地从含有微量病毒的大量水体中回收病毒。超滤法在环境病毒的研究中也常常被采用。此外，还不断有新的或改进的方法问世【9】。托兰佐斯(Toranzos)等【10】用一种改进的方法从大体积水中浓缩轮状病毒，从20到40升水中分别可回收49%和41%有感染性的病毒。关于病毒的鉴定方法，迄今尚无可供检测10多种病毒的通用方法，组织培养(包括空斑)法是病毒学研究的一项基本技术，也是用于环境病毒检测和鉴定的最重要方法之一。使用较多的细胞有DGM、Vcro、Hep-2等。关于这些细胞的培养及鉴定病毒的方法已有不少报道【11,12】。此外，还有些细胞也被采用，如Hela、A549、RD和MA-104【13】，如果同时使用两种或两种以上不同的细胞，则可对病毒作初步分类鉴定。为了对环境病毒进行示踪监测，人们以噬菌体作为肠道病毒的指示物，因为这种方法安全、无污染，检测的灵敏度较高。二、人类的病毒病本世纪初，在纽约发生的一次脊髓灰质炎病流行，有病例9000人。这种可怕疾病的神秘性震动了当时的欧美科学界。后来证明这是由于脊髓灰质炎病毒所致，而且还查明这种病毒的感染活性在流动的污水中能保存多时。40年代初期，人们观察到甲型肝炎似乎像已知的肠道疾病，可通过污染的食物、水或人的接触而得以传播。曾报道过一次大的水源性传播流行的甲型肝炎，那是发生在印度的新德里，当时一次河流暂时改道，结果引起水源的严重污染，并引起甲肝的暴发流行，临床病例达30000多人。胃肠炎是以腹痛、腹泻、头痛和发烧为特征的一种疾病，病例中有50%为病毒所致。据一份统计资料表明:美国1973～1983年平均每年有500例1月至4岁的儿童死于腹泻【14】。据估计在亚洲、非洲和拉丁美洲，此病每年可使600万～1800万儿童死亡。1984年，在英国两个地区，因人们食用牡蛎，在短短的一年时间内竟有3次肠炎暴发,数以百计的人患病。1988年初，在我国上海流行的甲肝临床患者达310000多人，死亡数十人。近年来，在国内不同地区有过病毒所引起的红眼病等疾病流行的报道，究其原因是由于水、食品等受病毒污染。上述这些都是环境病毒危害人类健康的例证。人体一旦被病毒所感染，就可能出现麻痹、脑膜炎、肝炎、呼吸道疾病、先天性心脏畸形、结膜炎、腹泻、发烧、皮疹等多种疾病症状，有的敏感个体症状更为严重，直至死亡。环境中存在着多种病毒，其中多数病毒的核酸类型为RNA。它们在人体要害部位的细胞内复制，使某些重要器官严重损坏，丧失功能。三、自然界的病毒传播到人的途径病毒不具备运动器官，本身不能移动，因而病毒由一个寄主传到另一寄主，由自然界传播到人完全以一种被动的方式进行。下图是自然界的病毒通过不同途径感染人的示意图。图1病毒感染人的途径示意图从上图可见，在人类的生产与生活过程中，无时无刻不与各种环境接触，因此存在于环境中的病毒感染人的途径是多种多样的，感染机会也是很多的，这样人类即使接触少量病毒也要比目前我们所认识的要危险得多。所以,环境的病毒污染的潜在危害对人类威胁很大。【参考文献】[1]KatzenelsonE,FattalB,HostoveskyT.Organicflocculation:anefficientsecond-stepconcentrationmethodforthedetectionofvirusesintapwater[J].Appliedandenvironmentalmicrobiology,1976,32(4):638.[2]MelnickJL,DreesmanGR,McCollumCH,etal.Cytomegalovirusantigenwithinhumanarterialsmoothmusclecells[J].TheLancet,1983,322(8351):644-647.[3]FeachemR,MaraDD,BradleyDJ.Sanitationanddisease[M].JohnWiley&Sons,1983.[4]CoxJC,RossSA,RubinsteinM.Optionpricing:Asimplifiedapproach[J].Journaloffinanc