撰文/劉怡均(慈濟大學校長)
在分類學的領域中，病毒是一種介於「生物體」與「非生物體」之間、似有實無的生命。生物體的定義為：「能夠進行新陳代謝，並將遺傳物質經由繁殖傳遞至下一代」；而病毒雖然擁有遺傳物質，卻無法獨立生存，必須寄生在宿主身上才能存活。
然而，某些病毒的確擁有部分自我複製所需的分子機轉，病毒與宿主的遺傳物質相似處也不少，因此，在歷史上幾場重大疫病中，病毒有時幾可一舉摧毀三千大千世界。對於微小到介於生物與非生物之間，但卻影響著千千萬萬生靈的病毒，我們應該自問：對病毒是否具有足夠的認識？
目前用科學方法可分離出的病毒種類約莫三萬種，大小介於10-300奈米(nanometer)，遠小於細菌的0.5-5.0微米(micrometer)，肉眼不可見，光學顯微鏡也不可見，只能以電子顯微鏡視之。一般視為非生物的病毒顆粒被稱為病毒體(virion)，由基本的遺傳物質「核酸」，即RNA(核醣核酸)或DNA(去氧核醣核酸)及包裹其外之蛋白質外殼「衣殼」(Capsid)所組成。有些病毒在衣殼之外，還有一層由蛋白質、多醣體及脂質構成的套膜(Envelope)，套膜上有刺突(Spikes)，冠狀病毒外層一圈看似皇冠的突起就是刺突。
病毒的基因體(Genome，即其所有之DNA或RNA組成)包含了製造衣殼的資訊，當病毒進入宿主體內後，即借力使力，利用宿主的能量及新陳代謝系統複製遺傳物質及衣殼蛋白，進一步組裝成新的病毒。無包膜的病毒，在宿主細胞內完成複製後，需待宿主細胞死亡裂解後才能釋出；具有包膜的病毒，因其包膜含有宿主細胞膜的某些成分，可以胞吐(exocytosis)的方式通過宿主的細胞膜而釋出，如同披著羊皮的狼混羊群中，較易躲過宿主免疫系統的攻擊。
混沌初開，乾坤奠始之後不久，病毒即可能已生成，但因其結構極簡，宿主死亡後也隨之裂解，故無法形成化石，起源時間不可考。公元前一千五百年，印度古籍描述了一場類似天花引起的疫情，可能是最早有關病毒的記載；(約公元三四○年)晉朝術士葛洪，也曾於其著作《肘後備急方》中詳述類天花症狀：「比歲有病時行，仍發瘡頭面及身，須臾周匝，狀如火瘡，皆戴白漿，隨決隨生，不即治，劇者多死。治得瘥後，瘡瘢紫黑，彌歲方滅。」文獻中所提，雖極可能就是由病毒導致的疾病，但病毒的存在卻遲至十九世紀末才得以證明。
漫長的病毒發現史
病毒並非細菌，十九世紀的人們已知細菌可導致動、植物及人類感染各式疾病，但仍不知有病毒的存在。公元一八八四年，法國微生物學家查爾斯．尚伯朗(Charles Chamberland)發明了一種細菌無法通過的過濾器，利用這種尚伯朗過濾器可將液體中的細菌分離。到了公元一八九二年，俄國生物學家德米特里．伊凡諾夫斯基(Dmitri Iosifovich Ivanovsky)研究菸草花葉病時，發現染病的菸草花葉萃取液以尚伯朗過濾器濾過後，仍能感染健康的菸草，由於尚不知病毒的存在，他推論可能是細菌所分泌的毒素致病，但並未深究。
公元一八九九年，荷蘭微生物學家馬丁烏斯．貝傑林克(Martinus Willem Beijerinck)再次進行了德米特里的實驗，提出菸草花葉病的感染原是一種不同於細菌的病原，並觀察到這新的病原只能在活的細胞中複製，但並未確認其形態及結構。馬丁烏斯將這種新的病原命名為Contagium Vivum Fluidum，意思是具傳染性的活液體，並進一步稱之Virus。Virus源自拉丁文vīrus，意為「毒素」，至此病毒正式定名，又因其可通過尚伯朗濾過器，故也稱為濾過性病毒。
一九三二年，美國化學家溫德爾．史丹利(Wendell Meredith Stanley)認為真正感染菸草花葉病的病原並非濾過後的菸草萃取液，而是萃取液中含有的某種極微小的物質，於是從收集了將近一噸重的染病菸草，慢慢地磨成汁液後再以結晶的方式純化出菸草病毒顆粒。這是史上第一次分離出病毒顆粒，也因此成就史丹利與約翰．諾索普(John Northrop)、詹姆士．桑奈爾(James B Sumner)共享一九四六年諾貝爾化學獎。
由於一九三一年電子顯微鏡的發明，得以讓史丹利將成功分離出的菸草病毒顆粒，經由X射線繞射法及電子顯微鏡檢視，病毒的影像終於呈現，結構也更清楚確認。此後，數百種病毒陸續被分離純化，包括引起天花、黃熱病、麻疹、感冒等疾病的病毒。
二十世紀下半葉，生化學、分子生物學、遺傳學快速進展，帶動了病毒學的研究，在人類及各種動物、植物、細菌中分離出各式各樣的病毒，也證實病毒的遺傳物質可以是DNA，也可以是RNA；有單鏈結構的病毒，也有雙鏈的病毒；病毒可以正向複製，也可利用反轉錄酶複製。
公元一九五七年馬動脈病毒及牛腹瀉病毒分離；一九六三年B型肝炎病毒確認；一九六五年霍華德．馬丁．天明(Howard Martin Temin)首次純化出反轉錄病毒，這類的病毒擁有「反轉錄酶」，可以利用RNA為模板，反向製造DNA，再複製RNA；一九八三年法國巴斯德研究院(Institut Pasteur)的呂克．蒙塔尼耶(Luc Montagnier)與弗朗索瓦絲．巴爾．西諾西(Françoise Barré-Sinoussi)成功分離愛滋病毒並確認其為反轉錄病毒，同時期霍華．祖．華森(Harold zur Hausen)確認人類乳突狀病毒為子宮頸癌的病原，三人共同分享了二○○八年諾貝爾生理醫學獎的榮耀。
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↑ 一九○八年黃熱病大流行，缺乏醫療資源下只能搭建臨時帳棚或改造一般建築。(圖片/達志影像)
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