植物病毒能否感染人类

植物病毒能否感染人类？

随着现代文明生物科技与医学的发展，人类对病害的防治与抵抗力逐渐加强。然而，面对细菌、病毒也随之进化的现状，生物科研人员也开始着力研究探索。由于细菌与病毒具有突变率高的特性，研发出某种药物或是疫苗常常不及微生物的变异，因此，着手微生物的突变方向以及可能危害人类的方式成为了某一种研究方向。

在最近的一篇New Scientist里出现的文章中有个话题：Could a plant virus have found a way to infect humans?在该文中，Raoult提出一个观点：The virus does not infect human cells directly. Instead, the naked viral RNA may alter the function of the cells through a mechanism similar to RNA interference, in which the presence of certain RNA sequences can turn genes on and off.在其中，Raoult并没用详细指明植物病毒的RNA是通过何种机制使人体的基因发生打开或是关闭。究其植物病毒的运行机制，我这里简要介绍一下植物病毒。

植物病毒（viruses of plants）是指感染高等植物、藻类等真核生物的病毒。早在1576年就有关于植物病毒病的记载，举世闻名的、美丽的荷兰杂色郁金香，实际上就是现在所谓郁金香碎色花病毒造成的。

1892年Д．И．伊万诺夫斯基与1898年M．W．拜耶林克证明，烟草花叶病为比细菌还小的病原体所引起，可通过病叶汁液传染。20世纪初，已经知道昆虫能传播植物病毒病，如叶蝉传播水稻矮缩病。1930年，Н.Н.麦金尼和汤清香发现病毒可以变异，产生致病力强弱不等的毒株,而且不同毒株之间有干扰作用。1935年,美国W.M.斯坦利第一次把烟草花叶病毒(TMV)提纯结晶,F.C.鲍登和N.W.皮里进一步证实结晶物为核酸与蛋白质所构成的核蛋白，从而揭露了病毒的本质。1939年首次在电子显微镜下看到 TMV烟草花叶病毒是杆状颗粒。1956年证明TMV的核糖核酸(RNA)能独立侵染烟草,第一次证明RNA也是遗传信息的载体。60年代将TMV外壳蛋白和 TMV的RNA在试管内重组成完整的、有侵染性的TMV颗粒。TMV的外壳蛋白的一级结构是第一个被完全测定的病毒蛋白。利用 TMV第一次证实病毒核酸的突变反映在外壳蛋白的氨基酸序列上。

植物病毒具有以下特点：植物细胞最外层有以纤维素为材料构成的细胞壁，足以抵抗病毒的侵入，因而植物病毒的特点之一是必须通过寄主的伤口方能侵入。实验室内常用摩擦叶面造成轻微伤口来接种某些植物病毒。农田操作、人口移植、摘心、整枝、打杈时手沾染含病毒的汁液，均可造成病毒传染。病毒也可通过嫁接或植物根在土壤砂砾中伸长时所造成的伤口而传染。但在自然界中，植物病毒最重要的传播媒介是节肢动物门中的昆虫(见昆虫纲)和螨类（见蜱螨亚纲）。已知大约有 400种昆虫可传播200种以上的病毒,其中以叶蝉和蚜虫最为主要，仅桃蚜就能传播约70种病毒。某些昆虫传播植物病毒的一个重要特点是：病毒既能在植物体内、也能在昆虫体内繁殖。传播介体除昆虫外，还有真菌、线虫、兔丝子等。植物病毒的另一特点是植物体内没有象高等动物那样的体液免疫和细胞免疫，感染后病毒能在植物体内无限期地存活，直到寄主死亡，或通过营养繁殖体和块茎、块根、蔓藤、枝条等继续传播。除个别的可通过花粉传染（如大麦条纹花叶病毒）外，一般植物病毒很难进入植物茎尖的分生组织，也不能通过种子传播。绝大多数植物病毒是由核酸构成的核心与蛋白质构成的外壳组成的，极少数还含有脂肪和非核酸的碳水化合物。植物病毒核酸类型有 ssRNA （单链RNA）、dsRNA（双链RNA）、ssDNA（单链DNA）和dsDNA（双链DNA）。但绝大多数含ssRNA，无包膜,其外壳蛋白亚基或呈二十面体对称，或呈螺旋式对称排列，形成球状或棒状颗粒（图1）。大多数植物病毒是由单一种外壳蛋白组成形态大小相同的亚基，多个亚基组

成外壳。外壳内含有携带其全部基因的病毒核酸。有的植物病毒的核酸分成1～4段，分别装在外壳相同的颗粒中，如烟草脆裂病毒的RNA分成两段,分别装在两种颗粒中，分子量大的一段装在长棒状颗粒中，小的一段装在短棒中，故称二分体基因病毒；又如雀麦花叶病毒的RNA分成4段,RNA1、RNA2、RNA3和RNA4分别装在外形大小相同的3种球形颗粒中,故称三分体基因组病毒。二分或三分总称为多分体基因组病毒。

通过上两段资料，我不由提出一个疑问：既然某些昆虫传播的植物病毒既能在植物体内繁殖，又能在昆虫体内繁殖，那么昆虫作为一类动物，哺乳动物也作为一类动物，则那几种植物病毒也可相应地可能在哺乳动物：人类体内繁殖？

这里简要介绍一种植物病毒，作为引用：

兰花烟草脆裂病毒病

病害名称：兰花烟草脆裂病毒病

有害生物拉丁学名：Tobacco rattle virus, TRV

分类地位：帚状病毒科、烟草脆裂病毒属，烟草脆裂病毒。

危害部位：全株。

分布地区：中美洲、北美、南美、阿尔巴尼亚、奥地利、澳大利亚、比利时、保加利亚、巴西、加拿大、中国（陕西）、捷克共和国、德国、丹麦、埃及、芬兰、法国、英国、匈牙利、爱尔兰、意大利、日本、朝鲜、荷兰、挪威、新西兰、波兰、罗马尼亚、瑞典、前苏联、突尼斯、美国、南斯拉夫、南非、印尼、古巴。

症状特点：开始为淡绿色褪绿斑，后呈环斑或轮纹斑，有时呈不规则形，植株矮化。

形态特征：杆状，185～197 nm×20～25 nm，根据分离株的不同，还有78～114 nm×20～25 nm的粒子。螺旋对称，螺距2.55 nm，每一螺旋周期有25.33个蛋白亚基，空心直径5 nm。

烟草脆裂病毒形态图：

传播扩散：种子或苗木传，线虫可传。

寄主：是所有植物病毒中寄主范围最广的病毒，在50多科，400多种，但在很多寄主上侵染而不引起症状。

通过阅读第二段资料，我也提出一个疑问，也可以说是一种研究方向：该烟草脆叶病毒的传染范围如此广，是因它感染的植物植株能表现出某些病征。然而，这种植物病毒还在某些寄主上感染了却不表现出症状，究其原因，可能类似于HIV病毒感染人体，在前期仅仅侵染了人体的辅助性T淋巴细胞，藏匿其中并且逐渐削弱人体的免疫机能，极其可怕。如果某种植物病毒具有该类特性，感染了人体细胞倒不说，在一段时间后爆发出危害，使人体细胞发生生物突变，引起肿瘤、癌症等，确实可能会引起恐慌。而且，由于可能没有针对性地研究过这种植物病毒的特性，感染了人体却无法用仪器检测出，发生了这种情况确实也是棘手的。

这里引用最近的一篇科研论文，出自New Scientist

Could a plant virus have found a way to infect humans?

It has always been assumed that plant viruses cannot infect animals, and vice versa, but plant viruses are known to be abundant in human faeces(粪便).

Now Didier Raoult at the University of the Mediterranean in Marseille, France, and his team think a pepper virus is making people sick, too.

They have found RNA from the pepper mild mottle virus in the faeces of 7 percent of the 304 adults they tested. Those with the virus were more likely to report fever, abdominal pain and itching(痒) than those without it, his team found.

Not everyone is convinced, however. Because Raoult looked at many possible symptoms, he would be expected to find a few that randomly appear more common in virus-positive people,says Robert Garry, a virologist at Tulane University in New Orleans, Louisiana.

Moreover, in order to enter a cell and replicate, a virus must bind to a receptor on its surface, and a plant virus would be highly unlikely to recognize a receptor on a human cell, says Garry.

One possibility, Raout says, is that the virus does not infect human cells directly. Instead, the naked viral RNA may alter the function of the cells through a mechanism similar to RNA interference, in which the presence of certain RNA sequences can turn genes on and off.

Raoult’s team is now working to gather more direct evidence that the virus does infect humans.

这里有一段译文，本人认为并不能准确地表达上文的内容：

植物病毒能够传染给人类吗?

人们一直认为，植物病毒是不会感染动物的，反之亦然，但人类的粪便中存在大量的植物病毒。

目前，来自法国马赛地中海大学的Didier Raoult和他的团队认为,胡椒病毒也可以使人生病。

他们发现在参与测试的304个成年人中，有7%的人粪便中含有的胡椒轻型班驳病毒中存在核糖核酸。他的科研小组发现，那些体内携带这些病毒的人比不携带这种病毒的人更容易发烧、腹痛和瘙痒。

然而并不是每个人都同意这种说法。美国路易斯安那州新奥尔良市杜兰大学的病毒学家Robert Garry说，因为Raoult研究了许多可能会出现的症状，所以他更加希望在一些病毒携带者身上找到普遍存在但随机出现的病症。

此外，要想进入细胞实现复制，病毒必须附着在受体的表面，而且植物病毒是不太可能识别人类细胞受体的，Garry补充道。

而Raoult宣称，植物病毒可能不会直接感染人体细胞。相反，裸露的病毒性核糖核酸可以通过一种类似于核糖核酸干扰机制的手段来改变人体细胞的功能。在此过程中，部分核糖核酸序列的出现能够打开和关闭基因。

Raoult和他的团队正在为证明植物病毒可以感染人类这一说法寻找更直接的证据。

这里我先概述一个概念：a receptor on its surface（受体）：细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别的是糖脂。

在这篇文中，Raoult没有详细地列出裸露的病毒性核糖核酸产生的某种能够改变人体细胞功能的干扰机制的手段。显然，我认为，这一种思路描述植物病毒感染人体细胞的方式是具有可能性的。在此外，我也提出一种假设：若人体某个体细胞发生了基因突变，并且该突变基因转录的mRMA翻译的变异的蛋白质且为该体细胞的表面受体细胞，那么可能该种植

物病毒识别了表面受体而进入人体细胞，与人体的DNA发生结合。既然基因突变也是具有可能性的，那么发生这种植物病毒入侵人体的情况也是可能存在的。

通过前三段的论述，我认为，研究植物病毒刻不容缓。随着植物病毒的抗性的增强，突变能力大的优势，我们有理由认为，现在或是将来，会有某些植物病毒，已经不再只是感染植株了，还会潜侵哺乳动物，甚至是人体细胞。纵使人体的第一道防线和第二道防线具有比较强的防御能力，然而如果入侵到体液，没有抗体的识别、吞噬细胞的吞噬等，病毒就会肆虐。因而我认为，研究植物病毒不但是为了解决植物被植物病毒感染的症状，而且也是为了预防和探索植物病毒感染或是可能感染人体的情况，进而做到“预防为主，治疗为辅”的方式来面对突发的情况。所以我认为，研究植物病毒是需要重视的，“植物病毒能否感染人类？”的疑问也是亟待解决。

2011.10.03