简介
《原来如此！奇特的病毒》是有三十年研究经验的徐明达教授，以浅显生动的语言写给大众的病毒科普书。
病毒搅动了全世界，当我们深入了解它，会发现，原来，病毒比我们想象的更奇特、更狡猾也更有趣！它会使尽干扰、安抚、伪装、躲藏、欺骗的招数来入侵宿主，也可能归化成宿主的一部分，为宿主卖力打工；感染植物的病毒也手段高超，有的会制造特殊的“机票”搭上昆虫“飞机”去感染其他植物，有的还会促使植物分泌能吸引昆虫的物质……
病毒，这漫长时间、苛刻自然条件塑造的分子机器，它精密而奇特，身负匪夷所思的技能，值得我们更多地了解。
这本书还系统地讲述了你需要了解的4类病毒知识：
1、病毒原来是这样运作的——它如何入侵，又如何传播。
2、常年影响世界、与我们息息相关的病毒传染病，如冠状病毒、禽流感、肠病毒、登革热、肝炎、埃博拉。
3、小小病毒如何改写历史，影响了古文明的兴衰、西班牙征服南美洲、美国独立战争等历史关键点。
4、我们应该如何预防传染，以及科学家正在进行哪些努力，以把病毒变成我们治疗癌症、对抗病虫害的帮手。
在未来，病毒对我们的威胁会更频繁、更难以防范，这本书让你轻松认识病毒这个可怕又有趣的人类宿敌。
作者介绍
徐明达
台湾地区病毒学专家，研究病毒三十年
师承诺贝尔奖得主保罗·伯格
台湾大学化学系学士、硕士，加州理工大学化学生物学博士，主要领域为分子生物学、肿瘤基因及电子显微镜。曾任美国洛克菲勒大学副教授，阳明大学副校长、阳明大学生命科学院院长。
著有《病毒的故事》《细菌的故事》《禽流感大战疫》《厨房里的秘密：饮食的科学与文化》等，他的科普著作学术扎实、行文简明，曾获选台湾地区的2004年开卷十大好书、“2010科普阅读年百种好书”生物类好书、第三届吴大猷科普著作银签奖多个奖项。
部分摘录：
发现病毒 1892年，年轻的俄国植物学家德米特里·伊万诺夫斯基（Dmitri Ivanovsky）埋首研究烟草花叶病（tobacco mosaic disease）时，第一次发现了病毒。当时的人们认为细菌是引起传染病的病源。伊万诺夫斯基想找出烟草花叶病的病原菌，利用德国科学家阿道夫·迈尔（Adolf Mayer）发现“得病烟草萃取物可以感染健康无病烟草”的方法，寻找烟草萃取物里的病菌。得病烟草的萃取液通过了能过滤细菌的装置，这时，伊万诺夫斯基意外发现滤液竟然仍可感染正常的烟草。
这个意外的发现在当时并没有引起注意。六年后，不知情的荷兰科学家马丁努斯·贝杰林克（Martinus Beijerinck）重复伊万诺夫斯基的实验。贝杰林克观察到相同的现象，但也发现这种有感染性的滤液不能像细菌一样在试管中培养，因此滤液中的并不是较小的细菌，而且他在显微镜底下也看不到滤液中有细菌。更重要的是，他证明了这种会致病的液体并非只是有毒的化合物，而是可以在植物体内繁殖的生物体。为了与细菌有所区别，他称这种病原为“会传染的液体”，并大胆提出存在一种新病原体——病毒（virus，拉丁文本义是毒素）——的假说。他甚至认为，这种新病原是在植物细胞内繁殖的。当时人们只知道传染病是细菌引起的，连伊万诺夫斯基都认为他发现的病原只是种很小的细菌。因此，贝杰林克对病原的想法开创了人类了解传染病的新纪元。
在马丁努斯·贝杰林克的发现后不久，德国科学家弗里德里希·勒夫勒（Friedrich Loefer）及弗罗施（P.Frosch）也从口蹄疫牛活检样本的萃取液中发现可通过滤器的病原体。1900年，美国军医瓦尔特·里德（Walter Reed）少校和詹姆斯·卡罗尔（James Carroll）经由人体实验证明，黄热病是由一种以蚊子为媒介的滤过性病毒引起的传染病。这个发现让美国得以应对在中南美洲肆虐的黄热病，从法国手中接收巴拿马运河的开凿权。1908年，奥地利的卡尔·兰德施泰纳（Karl Landsteiner）及法国的康斯坦丁·莱瓦迪蒂（Constantin Levaditi）也证实，脊髓灰质炎是由滤过性病毒引起的，几年后他们甚至从细菌的萃取液中发现了可通过滤器感染并杀死细菌的物质。
病毒的成分 至此，我们已经知道有一种有别于细菌的微小的新感染病原，然而这个微小到显微镜也看不到的病原是什么？1932年，威廉·埃尔福德（William Elford）用滤孔大小不同的滤器分析这种病原的大小，发现其直径大约只有几十纳米，显然比细菌小很多。科学家温德尔·梅雷迪思·斯坦利（因研究病毒结晶获1946年诺贝尔化学奖）认为病毒是一种蛋白质，而蛋白质可经由结晶来纯化，因此，在1935年，他用感染烟草的滤过性病毒做蛋白结晶，成功地结晶出感染烟草的滤过性病毒。
这个惊人的结果证明，病毒是一种相当有对称性、可以结晶的化学物质。但是，能结晶也不能证明它是蛋白质。当时，恩斯特·鲁斯卡发明了电子显微镜（因此获得1986年诺贝尔物理学奖），他立刻应用这个可以看到极微小物质的新仪器，观察可以结晶的病毒构造。结果发现，会感染烟草的病毒，是一种长长的、有规则的物质。后来，其他的病毒陆续被发现，且各自具有独特、有规则的构造。当人们终于亲眼看见病毒的颗粒时，所有对于新病原体的疑虑完全消失了。但这些看起来漂亮、有规则的病毒分子，成分是什么？
为什么这么小的物质可以让感染它的生物生病甚至死亡？
20世纪40年代，有一些生化学家，包括因此得到1959年诺贝尔生理学或医学奖的阿瑟·科恩伯格，开始分析病毒的化学成分及生化合成的过程。
1936年，英国科学家弗雷德里克·鲍登（Frederick Bawden）及比尔·皮里（Bill Pirie）发现病毒的蛋白外壳还藏有核酸。可惜的是，这项重要发现却被另一位科学家斯坦利的名气掩盖，而与诺贝尔奖失之交臂。当时人们对于核酸的生物功能仍不太清楚。
1944年，洛克菲勒大学的奥斯瓦尔德·埃弗里（Oswald T.Avery）、麦克林恩·麦卡蒂（Maclyn McCarty）及科林·麦克劳德（Colin M.Macleod）首先证实DNA是细菌的遗传物质。受到这个划时代实验的启发，长岛冷泉港实验室的研究员玛莎·蔡斯（Martha Chase）及阿尔弗雷德·赫尔希（Alfred Hershey）在1952年设计了一个有名的实验，证明病毒的遗传物质是DNA而非蛋白质。这项实验奠定了我们对病毒的了解：一、病毒是由会遗传的核酸包在蛋白质外壳内的高分子聚合物；二、病毒只是简单的分子聚合物，无法单独在试管内生长；三、病毒能在细胞内复制及重复感染细胞，是因为它们有遗传物质；四、病毒会杀死感染的细胞，是因为它抢了细胞的资源及工具大量复制自己。这些经科学家半世纪努力得出的知识结晶，现在已渐渐变成众所周知的常识。
无所不在的病毒 最近，有一个从古代文学中找到病毒的有趣故事。英国科学家及日本九州大学的学者，根据公元752年的日本古典文学《万叶集》第十九卷中，孝谦天皇夏天访问大臣藤原的住家时描述花园里黄色叶子的一句短歌“夏野草色已转黄”，推断出夏天叶子变黄一定是感染了病毒，再从诗歌中的日本植物泽兰（一种菊科植物），找到了会使泽兰叶子变黄、由昆虫传播的双生病毒。
病毒大概是地球上数量最多的生物体。人类的粪便中有一千多种病毒，每克的粪便中有上万颗病毒，大部分是感染细菌的噬菌体。一克的土壤里有上亿个噬菌体，而一立方厘米的海水中也有几万到几千万个噬菌体。甚至在北极的冰湖、含盐量极高的死海以及高温的温泉，都有大量病毒存在，连4 000米深的海底沉积物中，每立方厘米都有约十亿颗病毒。有人推算，地球上单是噬菌体就有大约一亿种，而我们只知道其中很小一部分。也有人估计，世界上的病毒总数有1031个之多，若换算成重量，约有十几亿吨。大部分病毒是靠吃细菌生存的噬菌体，这些噬菌体每天大约分解地球十分之一的细菌，使细菌内的物质循环回自然界，它们对地球生态链的平衡与有机物质的循环，起着非常重要的作用。
大部分病毒，尤其是噬菌体，在自然环境中可存活一段时间，有的甚至长达几年，因此很多病毒是被早期的科学家从污水或粪便中找到的。例如，第一个发现噬菌体的费利克斯·德赫雷尔（Félix d’Hérelle），就是因为研究痢疾流行病，所以在病人粪便中找到了噬菌体。还有人利用噬菌体的稳定性，窃取噬菌体做研究。据说，从前某大学有位很有名的遗传学学者，他拥有很特殊的噬菌体，却不肯分给别人做研究。有个聪明的学者想出一个点子，他写信给遗传学教授，向他要这种噬菌体。不出所料，遗传学教授果然回信拒绝。此人得信大喜，赶快把信浸泡在含有细菌的培养液中，就这样得到了噬菌体。噬菌体很稳定，遗传学教授的实验室因为大量培养这种噬菌体，使得到处都是这种噬菌体，遗传学教授的手上、笔上及信纸上，当然也都沾满了噬菌体。回信上沾有噬菌体，让信和细菌接触，只要信上有几颗噬菌体，它们便可通过在细菌体内繁殖，长出大量噬菌体。多年后，那位遗传学教授的实验室重新整修，有人还在天花板上找到那种噬菌体！
各种生物，从细菌到人类，都有能感染他们的病毒，甚至还有能感染病毒的微生物。2003年3月，法国科学家在冷水塔的变形虫细胞中发现已知的最大病毒（被命名为Mimivirus，拟菌病毒，意思是像细菌的病毒，可能会引起人类肺炎），它的直径大约为400纳米，是最小病毒的20倍，几乎有小的细菌那么大，有900多个基因。另外一种巨大的病毒叫作巨大病毒（Megavirus），它有125.9万个碱基长的DNA，含有1 120个基因，它是在海水里被发现的，能感染变形虫。还有一种病毒叫作潘多拉病毒（Pandoravirus），居然有247万个碱基，2 541个基因。已知最小的病毒大概是感染植物的矮缩病毒（Nanovirus，是许多类似病毒的总称，直径只有十几纳米，见图1-1）。还有在北极的冰中找到的病毒，最佳生长温度竟然是零下14摄氏度。
有的病毒有很美丽的名字，例如会形成郁金香美丽花色的伦勃朗郁金香碎色病毒（Rembrandt virus）及虹彩病毒（Irido virus，被感染的昆虫会因病毒结晶排列的光学原理产生美丽的光彩，该病毒因此得名）。有的病毒甚至形成伙伴（covirus），一起工作。有病毒干脆同居，把各自的核酸放在同一个壳子里同进退，双生病毒就是因为有两种不同核酸而得名的。有的矮缩病毒有十种不同的核酸。流感病毒则有七或八个核酸分子住在同一个病毒里。有些病毒很懒惰，专找别人替它做外壳。有的病毒还会替宿主照顾及保护后代，例如寄生蜂的病毒，甚至变成宿主的一部分，替宿主卖命工作。还有只会感染“男性”或“女性”细菌的噬菌体。人类因为本身的利害关系，对与人及农牧业有关的病毒了解比较多，但世界上还有很多奇奇怪怪的未知病毒，等待大家去探索。
奇妙的纳米分子机器 病毒的形状五花八门（图1-2），包有脂膜的病毒外观看起来比较不规则，但有脂膜的病毒内部还有一层蛋白质做的壳，这层壳的构造排列得很整齐。有些病毒的外壳排列非常符合几何原理，尤其是柏拉图所说的宇宙五种基本多面体之一的二十面体（icosahedron），很多是二十面体的变体，即阿基米德多面体（图1-3）。病毒的蛋白质外壳是由一种或多种蛋白质分子组成，经过复杂的过程叠架起来的。蛋白分子之间相互勾连，像极了古代武士的铠甲。病毒的表面有用来黏附在细胞表面上的特殊蛋白，有些病毒还有可以感染细胞的蛋白工具。有时候病毒会带有进入细胞后马上要用的特殊蛋白质。漂亮的外壳里面，是病毒的遗传物质核酸，核酸上面也有一层蛋白质保护。
病毒是非常奇妙的分子机器。以普通人比较了解的噬菌体为例，噬菌体的构造很像登陆火星的宇宙飞船（图1-4），它有一个多面体的头、会拉动核酸的马达、能伸缩的颈子以及带有针头和化学武器的底盘，还有用来着陆的六条腿。噬菌体的遗传物质藏在多面体的头部，它如何把很长、带有负电、硬邦邦的核酸卷在微小的空间里，至今仍是个谜。例如，Phi29病毒需要把6.6微米长的DNA挤进0.042微米宽、0.054微米长的蛋白壳，要把这么大的核酸塞进这么小的壳子，需要很大的力气，相当于几十个大气压。这告诉我们，蛋白外壳必须能抵抗上述的压力，而蛋白壳的张力强度大概是一千大气压，相当于现代的铝合金的强度。而且把核酸塞进去后，噬菌体还需要以很强韧的蛋白质做成的塞子，将它盖起来。
