"宿主體內(nèi)有很多基因可能初來自病毒，這件事聽起來實(shí)在是太詭異了。我們通常認(rèn)為基因組是人類本源的身份特征。細(xì)菌基因組中絕大多數(shù)DNA就是病毒引入的，人們也思考過類似的問題—細(xì)菌到底有沒有自己明確而獨(dú)立的身份，還是只是一個拼接怪物，就像科幻故事里弗蘭肯斯坦造的怪人一樣。
以前，我們并不會覺得這個問題和人類有關(guān)系，它更像是微生物才會面對的問題，只有這些“低等”的生物基因組里會有一些病毒基因，看起來也是偶然混進(jìn)去的。然而現(xiàn)在，我們再也不能這樣自我安慰了。審視一下人類基因組，里面有大量病毒基因的痕跡，數(shù)量成千上萬。
認(rèn)識到這一點(diǎn)還得感謝鹿角兔。鹿角兔本是一個民間傳說，卻給醫(yī)學(xué)研究提供了重要線索，眾多病毒學(xué)家對其追根溯源，竟做出病毒致癌的重要發(fā)現(xiàn)。20世紀(jì)60年代，人們深入研究的致癌病毒之一，是禽白血病病毒。當(dāng)時，這種病毒席卷了所有養(yǎng)雞場，威脅著整個家禽行業(yè)。禽白血病病毒是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，逆轉(zhuǎn)錄病毒能把遺傳物質(zhì)插入宿主細(xì)胞的DNA中。宿主細(xì)胞分裂的時候，會同時復(fù)制細(xì)胞和病毒的DNA。在特定的條件下，細(xì)胞會被迫生產(chǎn)出大量新病毒—先合成病毒的基因和蛋白質(zhì)外殼，接著把病毒從細(xì)胞里釋放出去，進(jìn)一步感染其他細(xì)胞。如果逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳物質(zhì)不小心插到了錯的地方，就有可能讓宿主細(xì)胞發(fā)生癌變。逆轉(zhuǎn)錄病毒帶有一些特殊的基因“開關(guān)”，這些開關(guān)能作用于宿主細(xì)胞，讓插入位置附近的基因開始合成蛋白質(zhì)。有時候這些開關(guān)會打開一些本來應(yīng)該關(guān)閉的宿主基因，這就會導(dǎo)致癌癥。
禽白血病病毒是一種非常奇怪的逆轉(zhuǎn)錄病毒。以前，科學(xué)家檢測病毒的方法是從雞的血液里尋找屬于病毒的蛋白質(zhì)。有時候他們甚至能在從沒得過癌癥的健康雞只的血液中找到禽白血病病毒的蛋白質(zhì)。更奇怪的是，攜帶病毒蛋白質(zhì)的健康母雞生下的小雞也是健康的，但同時也攜帶這種蛋白質(zhì)。
當(dāng)時在華盛頓大學(xué)工作的病毒學(xué)家羅賓·韋斯（RobinWeiss）猜測，病毒或許已經(jīng)成為了雞DNA中永恒且無害的一部分。他和同事們從健康雞只身上取了一些細(xì)胞，用能引發(fā)突變的化學(xué)物質(zhì)和輻照來處理這些細(xì)胞，想看看能不能把病毒從它的藏匿之處給逼出來。正如他們所料，突變的細(xì)胞果然釋放出禽白血病病毒。也就是說，這些健康的雞并不是單純在一些細(xì)胞中感染上了禽白血病病毒，事實(shí)上，制造病毒的遺傳指令已經(jīng)嵌入它們所有的細(xì)胞之中，并隨著分裂和增殖傳遞給后代。
這些“私藏”病毒的雞并不是什么奇怪的品種。韋斯和其他科學(xué)家開展了更多的研究，在若干品系里都發(fā)現(xiàn)了禽白血病病毒。一個直觀的推論是，這種病毒或許是雞DNA中由來已久的一分子。那么，這種病毒到底是在什么時候感染了雞的祖先呢？韋斯和他的同事們將目光鎖定在馬來西亞叢林。他們從那里抓了一些紅原雞，這是和家雞親緣關(guān)系近的野生物種。韋斯發(fā)現(xiàn)紅原雞攜帶著同樣的病毒。然而在后來的探索中，在原雞其他種個體的基因組中，韋斯卻沒有找到病毒的蹤影。
科學(xué)家逐漸歸納出一個相對合理的假說，可以解釋病毒是怎么整合到雞的基因組去的。原來，在幾千年前，病毒感染了家雞和紅原雞的共同祖先。它入侵宿主細(xì)胞后，開始自我復(fù)制，繼而去感染其他個體。病毒所到之處，基本上都引發(fā)了腫瘤。但在其中至少一只身上卻發(fā)生了不尋常的事。這只雞祖先不僅沒有得癌癥，它的免疫系統(tǒng)反而把病毒制服了。病毒就這樣在它體內(nèi)無聲地擴(kuò)散，終移動到雞的性器官。這只雞祖先交配之后，受精卵的DNA里就自然含有病毒的DNA。
這個受精卵隨后會發(fā)育成胚胎。胚胎的所有細(xì)胞初都是由這個受精卵發(fā)育而來的，所以胚胎中所有細(xì)胞里都應(yīng)該含有病毒DNA。后，破殼而出的小雞就成了一個雞和病毒的“嵌合體”。嵌合體小雞長大，有了自己的后代，后代的基因組中同樣藏著禽白血病病毒的DNA。就這樣，病毒在數(shù)千年的時間里一代代無聲地傳遞。但在特定的情況下，病毒會被重新激活，產(chǎn)生腫瘤，并擴(kuò)散到其他宿主身上。
科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，這種病毒自成一類?？茖W(xué)家稱其為內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒—“內(nèi)源性”的意思是說，它們是從生物內(nèi)部產(chǎn)生出來的?？茖W(xué)家很快從其他動物身上發(fā)現(xiàn)了更多內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。事實(shí)上，這類病毒潛伏在幾乎所有重要的脊椎動物類群里，從魚類、爬行動物到哺乳動物的基因組中，都能找到它們的痕跡。一些近發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒，如同禽白血病病毒一樣會致癌，但同時也有很多對宿主完全沒有影響—因?yàn)檫@些病毒又出現(xiàn)了額外的突變，讓它們沒法利用宿主細(xì)胞制造新病毒。不過，這些因?yàn)椤皻埣病倍d了腳步的病毒仍然有可能再重新插入宿主的基因組，重新開始復(fù)制自己的基因。還有些內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒實(shí)在被突變搞得過于支離破碎，無法再發(fā)揮任何威力，淪為宿主基因組里一件小小的行李，從一代傳遞到下一代。
科學(xué)家一般認(rèn)為人類基因組中沒有活躍的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。但在法國維勒瑞夫（猶太城）的古斯塔夫·魯西癌癥研究中心（GustaveRoussy Institute） ，研究人員蒂里·海德曼（ThierryHeidmann）和同事卻找到了讓這些靜默的病毒重新活化的方法。當(dāng)時，海德曼正在研究一種內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒，他注意到，這種病毒在不同人中有不同的版本。而這些個體差異大概是在逆轉(zhuǎn)錄病毒整合到人類祖先基因組里之后產(chǎn)生的。隨著人類的繁衍，病毒基因的不同部分相繼出現(xiàn)了不同的突變。
海德曼和他的同事們比較了病毒相關(guān)序列的不同變異類型。這個過程就像在研究莎士比亞劇本的四個版本，每個版本都是粗心的文職人員抄寫的。每個人犯的錯誤各不相同，同一個詞就可能抄成四種樣子。比如逆轉(zhuǎn)錄病讀、擬轉(zhuǎn)錄病毒、逆轉(zhuǎn)鹿病毒、逆轉(zhuǎn)錄兵毒……通過比較四個版本，歷史學(xué)家就能推斷出原來的詞是“逆轉(zhuǎn)錄病毒”。
用這種方法，海德曼和他的同事們就能用人體中現(xiàn)存各種各樣突變版本的序列，來確定初的DNA序列，再參照算出的序列合成相應(yīng)的DNA，并插入到培養(yǎng)的人類細(xì)胞中。被感染的一部分細(xì)胞真的生產(chǎn)出了很多病毒，還能再去感染其他細(xì)胞。換句話說，起初的這段DNA的確是能感染細(xì)胞的活病毒。2006年，海德曼將這種病毒命名為“不死鳥”（Phoenix），取其寓意，這種病毒就像從灰燼中重生的神秘鳳凰一樣，可以起死回生。
不死鳥病毒可能是在距今不到100萬年的時間里感染了我們的祖先。而我們身體里也有一些病毒比這還要古老。我們是怎么知道的呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些同時存在于人類和其他物種基因組中的病毒，說明它們是在人類和這些生物在演化上分道揚(yáng)鑣前就進(jìn)入了我們共同祖先的基因組。比如倫敦帝國學(xué)院的病毒學(xué)家亞當(dāng)·李（AdamLee）和他的同事就在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種名為ERV-L的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒，同時他們也在許多其他物種中發(fā)現(xiàn)了同樣的病毒，這其中不乏馬和食蟻獸這樣和人差別巨大的生物?？茖W(xué)家畫出的病毒演化樹同它們宿主的演化樹完美重合?？磥磉@種內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒似乎在距今1億年前感染了有胎盤類哺乳動物的共同祖先，之后隨著這一支哺乳動物演化至今，成為了犰狳、大象、海牛也包括我們?nèi)祟愺w內(nèi)的常駐客。
內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒整合到宿主基因組中之后，仍然可以復(fù)制自身的DNA，并重新插入宿主基因組。上百萬年來，內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒一直在反復(fù)不斷地入侵我們的基因組，日積月累，到今天已經(jīng)數(shù)量驚人。我們每個人的基因組中攜帶了近10萬個內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的DNA片段，占到人類DNA總量的8%。反過來看，人類基因組中2萬個負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)編碼的基因，也只不過占到1.2%而已?？茖W(xué)家對人類基因組里其他被同步復(fù)制且會重新插入的DNA小片段進(jìn)行了整理，這些DNA片段的數(shù)量高達(dá)數(shù)百萬個。他們推測這些片段中很多可能也是從內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒演變而來。這些入侵者經(jīng)過數(shù)百萬年的演化，已經(jīng)被剝奪了大量的DNA，只剩下自我復(fù)制的關(guān)鍵基因。換句話說，我們的基因組中簡直病毒泛濫。"
