一群病毒社会学家正在探索一个70多年前就藏在鸡胚中、奇怪的病毒繁殖现象。而其中的关键系于病毒在自然繁殖中会自发产生的缺陷病毒。这些缺陷病毒因缺乏一些基因，只能在宿主中等待完整病毒，再通过“欺骗”繁殖自身。不过，基因组短的优势让缺陷病毒能充分利用完整病毒的资源，并抑制它们的生存。随着各种病毒特别的“社交”故事被揭开，科学家开始从一些新的视角来理解病毒的行为，并尝试利用这些微观的“社交”来攻克极其危险的病毒。

自19世纪末期科学家发现病毒以来，他们就将病毒与其他生命体区分开来。病毒远小于细胞，它的蛋白质外壳内除了一些基因外，几乎什么都没有。它们无法生长、无法靠自身复制基因和进行其他任何活动。研究人员认为每个病毒都是独自在世界上漂泊的颗粒，只有恰巧入侵合适的细胞后，它们才能复制。

新加坡科技研究局（Agency for Science, Research and Technology）传染病实验室的病毒学家马尔科·维纽齐（Marco Vignuzzi）说，最初病毒正是因为这样的简单性吸引了众多科学家，“我们都想要成为还原论者”。

这种还原主义也得到了回报。有关病毒的研究对现代生物学的诞生至关重要。得益于病毒缺乏复杂的细胞结构，科学家揭示了基因发挥作用的基本原则。不过维纽齐表示，这是有代价的：如果你假设病毒很简单，就有可能蒙蔽自己的双眼，忽视它们在某些方面可能会很复杂，而我们对此一无所知。

举例来说，当你把病毒当作一个孤立的基因集时，想象它们拥有社会生活就会显得荒谬。但是，维纽齐和一群志同道合的病毒学家完全不会这么认为。最近数十年来，他们发现病毒拥有一些奇怪的特征，无法用它们是一个独立的颗粒这种观点来解释。他们正在揭示一个奇妙且复杂的病毒社会。这些病毒社会学家（sociovirologist，有时研究人员会这样自我称呼）认为，病毒只有作为病毒社群中的成员时才有意义。

诚然，病毒的社会生活一定不会与其他物种完全相同。它们无法像人类一样在社交媒体上发布自拍照，在食品银行做志愿者或盗窃其他人的身份。它们也不会像雄性狒狒为了统治群体而那样相互打斗，不会像蜜蜂收集花蜜来喂养蜂王。它们甚至不会像一些细菌会凝聚成一层黏滑的垫子来共同抵御环境压力。即便如此，一些病毒社会学家认为，病毒确实会欺骗、合作，以及用别的方式和其他病毒互动。

病毒社会学尚处于发展早期，是一个规模较小的研究领域。2022年，专门讨论病毒社会生活的会议首次举行，第二次会议已于今年6月举行，共有不到80人出席这次会议。尽管如此，病毒社会学家认为，这个新领域或许会产生深远的影响。如果我们认为病毒之间相互孤立，那么像流感这样的疾病似乎不应该存在。反之，如果我们能揭开病毒的社会生活，或许能利用这一点来反击一些病毒引发的疾病。

线索触手可及

近一个世纪以来，一些有关病毒社会生活最重要的证据其实一直摆在人们眼前。20世纪30年代初，科学家发现流感病毒后，就想到将它们注射到鸡胚中，以此让它们繁殖和储存。随后，研究人员便可以用这些新病毒来感染实验动物，借此开展研究，或者将它们注入新鸡胚中继续培养。

20世纪40年代末期，丹麦病毒学家普雷本·冯·芒努斯（Preben von Magnus）在培养病毒时发现了一些奇怪的现象。他发现，将一个鸡胚中培养的许多病毒转接到新的鸡胚后，它们常常会无法复制。到第三轮转接时，只有万分之一的病毒还会继续复制。不过在此之后的转接中，有缺陷的病毒会越来越少，那些能复制的病毒又会卷土重来。芒努斯怀疑这些无法复制的病毒没有发育完全，因此称它们为“不完全”的。

在后续数年中，病毒学家将病毒在培养中表现出“不完全”的兴衰过程称为“冯·芒努斯效应”（the von Magnus effect）。在他们看来，这虽然很重要，但只是一个需要解决的问题。由于没有人在实验室培养物之外见过缺陷病毒（也称为不完全病毒），因此病毒学家认为它们是人造的，并想出了摆脱它们的方法。

美国加利福尼亚大学戴维斯分校的病毒学家萨姆·迪亚斯-穆尼奥斯（Sam Díaz-Muñoz）回忆起当时在该领域存在一个普遍观点。他说：“如果你不希望缺陷病毒干扰实验，就必须从实验室的库存中剔除它们。因为它们不是‘天然存在’的。”20世纪60年代，研究人员观察到缺陷病毒的基因组会比典型的完整病毒，更短。这一发现也加深了许多病毒学家原有的观点，即缺陷病毒是有缺陷的“怪胎”，缺乏复制所需的基因。但在21世纪的第二个十年，价格低廉且强大的基因测序技术清晰地揭示，人体内实际上存在着大量缺陷病毒。

在一项发表于2013年的研究中，美国匹兹堡大学（University of Pittsburgh）的研究人员用棉签擦拭了流感患者的鼻子和嘴巴。他们从这些棉签样本中提取了流感病毒的遗传物质，发现其中一些病毒会缺少部分基因。以流感病毒为例，在被感染的细胞中，当完整病毒的聚合酶错误复制自身的基因组或者意外跳过一段基因时，就会产生这样发育不良的病毒。

其他的一些研究也证实了这一发现。他们还揭示了缺陷病毒形成的其他方式。例如，一个被感染的细胞可能会在复制病毒的基因组时突然中途逆转，然后反向复制回到起始点。这样病毒会携带混乱的基因组。此外，缺陷病毒的形成还可能是由于一些突变破坏了基因序列，无法产生功能性蛋白质。这些研究也推翻了此前的假设，即冯·芒努斯的缺陷病毒仅仅是实验室中的人造产物。“它们是病毒生物学中一个自然的组成部分，”迪亚斯-穆尼奥斯说。

这些关于人体内存在缺陷病毒的发现，也再次激起了科学家的兴趣。流感病毒的情况并非个例：许多病毒都会以缺陷的形式存在。研究人员在呼吸道合胞病毒（RSV）和麻疹病毒等的感染者体内，发现了大量的缺陷病毒。他们还为这些缺陷病毒取了新的名字，其中一部分人会称它们为“有缺陷的干扰病毒颗粒”，还有人称它们为“非标准的病毒基因组”。而迪亚斯-穆尼奥斯和同事们给它取名为“骗子”。

病毒式欺骗

通常情况下，缺陷病毒可以进入细胞，但它们无法自行复制，这是由于它们缺乏必需的基因，例如一种编码聚合酶（这种酶会参与基因复制）的基因。为了复制，它们必须“欺骗”，必须利用同类病毒。对于缺陷病毒来说，还算幸运，因为细胞经常被含有不同基因组的病毒感染。如果缺陷病毒所在的细胞中存在一个功能性病毒（拥有完整的基因组），这个病毒就会产生聚合酶，而它们也可以借用这些聚合酶来复制自己的基因。

在这样的细胞中，两种病毒都会尽可能多地复制自己的基因组。不过缺陷病毒拥有一个巨大的优势：它们需要复制的遗传物质更少。这也意味着，聚合酶可以更快复制完缺陷病毒的基因组，而不是功能性病毒的基因组。

随着缺陷病毒和功能性病毒一起从一个细胞转移到另一个细胞，它们在感染过程中的优势也会逐渐放大。“如果你的基因组只有一半的长度，并不意味着你只会有双倍优势，”美国耶鲁大学的博士后研究员阿舍·利克斯（Asher Leeks）说，他主要研究病毒的社会演化。他说，“这可能意味着缺陷病毒可以获得1000倍甚至更多的优势。”

其他一些缺陷病毒可能拥有有效的聚合酶，但缺乏基因来制造蛋白质外壳，包裹其遗传物质。它们常会在细胞中等待功能性病毒的出现，然后偷偷将自身的基因组运送到功能性病毒产生的衣壳中。一些研究表明，相比于功能性病毒，缺陷病毒的基因组可以更快地进入衣壳中。无论缺陷病毒采用何种策略来复制，结果都是一样的。即便它们利用与其他病毒的合作来为自己谋利，也无需承担合作的代价。

“单独一个缺陷病毒并无优势，但与其他病毒合作优势就会凸显。不过，如果都是缺陷病毒，那么就没有功能性病毒可以利用了。”迪亚斯-穆尼奥斯说，“从一种演化论的角度来看，这就是我们定义病毒欺骗的证据。”

然而，这个定义的最后一部分也引出了一个疑问。如果缺陷病毒可以获得如此惊人的成功——事实上也确实如此——它们应该会将病毒推向灭绝。随着一代代病毒从旧细胞中释放，感染新细胞，缺陷病毒应该会越来越普遍。它们会不断复制，欺骗功能性病毒直到后者消失。而如果没有任何功能性病毒留下，缺陷病毒也会无法自行复制，最终整个病毒群体应该会被彻底消灭。

当然，一些病毒（例如流感病毒）显然躲过了这种迅速灭绝，这也意味着它们的社会生活中除了如死亡螺旋般的“欺骗”外，可能还存在其他未知。美国华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine）的病毒学家卡罗莱娜·洛佩斯（Carolina López）认为，在病毒社会中，一些病毒看起来像在“欺骗”群体，但实际上可能扮演着更温和的角色。它们并不是在利用同类病毒，相反是在与它们合作，帮助整个种群生存。

模糊的界限

病毒社会学家正在试图弄清楚在病毒世界里有多少的欺骗和合作。或许研究动物行为的科学家能感同身受这些研究有多难。一个个体在某些情况下可能会欺骗，但在其他情况下又可能会合作，而且一种看似合作的行为也可能是从自私的欺骗演化而来。

利克斯赞同缺陷病毒可能是病毒群落中富有功能的一部分。但他认为，我们需要始终重视这样的可能性，那就是即使它们看起来是在合作，实际上可能仍然在欺骗。根据演化论，病毒的基因组非常小，因此经常会有欺骗行为。“在病毒群体中，冲突占主导，”利克斯说。

事实上，欺骗行为可以演化出适应性，让病毒之间看起来像在合作。利克斯最喜欢的案例之一是擅长隐藏冲突的矮缩病毒（nanovirus）。这种病毒会感染欧芹和蚕豆等一些植物，而它们的复制方式十分惊人。它们总共有8个基因，但每个病毒颗粒只含有一个基因。这也意味着，只有当8个携带不同基因的矮缩病毒颗粒同时感染同一株植物时，它们才有可能进行复制。植物细胞可以根据这8个基因来制造蛋白质，并将病毒基因的新拷贝包装进新的病毒衣壳中。

你可能会认为矮缩病毒是一个教科书式的合作案例。毕竟，其中任何一种病毒想要复制，都需要和其他的病毒协同工作。这个过程有点类似于蜂群中的分工，工蜂们需要分开去采集花蜜，照顾幼虫和为蜂巢寻找新的迁移地点。不过，利克斯和同事们已经绘制了矮缩病毒以及其他的多成分病毒（multipartite viruses）如何在它们合作的面具之下隐藏欺骗。

试想一下，最初矮缩病毒的祖先将所有8个基因都打包在一个病毒基因组中。然后，这种病毒却意外产生了一种只含有一个基因的缺陷病毒。当功能齐全的病毒复制基因，这种缺陷病毒会茁壮成长。而如果演化出第二个携带另一个基因的缺陷病毒，它也可以从完整的病毒那里得到好处。

当利克斯和同事们建立数学模型来模拟这个演化情景时，他们发现病毒可以十分轻易分裂出更多的变种。它们会持续分裂，直到能独立复制的原始病毒彻底消失。如今的矮缩病毒需要相互依赖才能继续生存，仅仅是因为它们的祖先曾相互利用。想要理清病毒社会的本质或还需要数年的时间，不过解开这个谜团将能带来巨大的回报。一旦科学家充分了解病毒的社会行为，他们就有可能让它们相互对抗。

扭转局面

在美国纽约大学，本·特诺弗（Ben tenOever）和同事们正在设计一种可能更有效的流感病毒“骗子”。他们利用了病毒的生物学特点：每隔一段时间，感染同一个细胞的两种病毒的遗传物质会包装在一起，形成一种新的病毒。他们想知道是否可以制造出一种欺骗性的病毒，可以很容易入侵一个功能性流感病毒的基因组。

这个研究小组从受感染的细胞中收集了缺陷病毒。从这一批病毒中，他们发现了一种超级病毒“骗子”，它们非常善于让自己的基因渗透进功能完整的流感病毒中。得益于这种缺陷病毒的干扰，研究人员获得的杂交病毒的复制能力都较差。

通过观察这种病毒“骗子”如何作为抗病毒药物发挥作用，特诺弗和同事将其包装成了一种鼻喷雾剂。在实验中，他们先用一种致命的流感病毒感染小鼠，随后将这种病毒“骗子”喷到小鼠的鼻子里。结果发现，这种病毒“骗子”非常擅长利用功能性病毒，并且会减缓它们的复制。这些小鼠在数周内就从感染中康复了。然而，如果没有这些病毒“骗子”的帮助，这些动物就会死亡。

研究人员发现在小鼠被感染之前，将这些超级病毒“骗子”喷进小鼠的鼻子里，效果会更好。这些病毒“骗子”会一直潜伏在小鼠体内，一旦功能性流感病毒感染小鼠，就会立即被病毒“骗子”攻击。在这之后，特诺弗和同事们开始用雪貂进行实验。雪貂感染流感病毒的过程和人类更接近：尤为关键的是，不同于小鼠，一只生病的雪貂可以很轻易地将流感病毒传染给相邻笼子里健康的雪貂。他们发现鼻内喷雾剂也能迅速减少受感染的雪貂体内的流感病毒数量，出现和小鼠实验相似的结果。然而，当科学家观察受感染的雪貂传染给健康雪貂的病毒时，他们发现它们不仅传播了功能性病毒，还包括隐藏在病毒衣壳内的病毒“骗子”。

这一发现也引出了一种令人激动的可能性：这些超级病毒“骗子”或许可以阻止一种新型的流感病毒传播。如果人们接受含有超级病毒“骗子”的喷雾治疗，就有可能迅速从感染中恢复。如果他们确实将新病毒传播给了其他人，那么这些超级病毒“骗子”将一同传播出去，进而阻止新病毒传播。“这是大流行病的中和剂，”特诺弗说。

至少，这种可能性在概念上是成立的。特诺弗需要进行一次临床试验，来观察这种在动物中有效的方式是否也会在人类中起效。然而，他提到监管机构对于批准这样的试验可能会感到不安，因为这不仅是给人们一种具有抗病毒作用的药物，这种药物还会传染给其他人，无论他们是否同意。“这似乎是一个死亡之吻，”特诺弗说，他希望可以将病毒社会学的研究应用于医学。

迪亚斯-穆尼奥斯认为，考虑到我们对病毒社会学还有许多的未知，谨慎地利用病毒社会学无疑是正确的。采用惰性分子制造药物和利用病毒的社会生活完全是两回事。“这些有缺陷的病毒是活生生的，且不断在演化，”迪亚斯-穆尼奥斯说。

本文节选自《环球科学》2024年9月刊、原刊于西蒙斯基金会发起的Quanta Magazine的文章：《病毒的隐秘社交》