防不勝防，霧霾中納米粒子能喚醒肺部休眠的病毒

霧霾到底是怎麼產生的？對於這個問題，還沒人說得清楚，一說是因為中國小型發電廠使用未處理過的煤造成的大氣污染；一說是機動車排放的尾氣是霧霾形成的主要原因。

霧霾的危害到底有多大？對於這件事，目前也沒人能說得清，其原因在於霧霾成分複雜並且變化多樣，霧霾對人體的傷害是一個長期過程，霧霾的傷害因人而異等。而這兩個問題，卻是我們治理霧霾、降低傷害的至關重要的問題。

對於上面兩個問題，還沒有人真正知道真相

近期，來自德國亥姆霍茲慕尼黑中心（Helmholtz Zentrum München）的研究者發現，作為霧霾產生的元兇之一——機動車排出的尾氣，可能對人體有著意想不到的傷害，那就是內燃機產生的納米粒子能夠激活在肺組織細胞中休眠的病毒，重新開始增殖。這項研究成果於2017年1月10日發表在空氣污染領域最權威的學術期刊之一Particle and Fibre Toxicology上。

持續霧霾的環境下，患有慢性肺部疾病的人數大大增加。而慢性肺部疾病和可吸入的納米微粒和持續性的病毒感染相關。來自德國的研究者思考，既然這兩個「壞蛋」在人們生活中無處不在，那麼它們兩個之間會不會互相影響達成某種「協議」，共同破壞人們的健康。

為了躲避免疫系統的「審查」，一些「狡猾」的病毒會隱藏在宿主細胞中，並持續潛伏存在，這種情況被稱為潛伏感染（latent infection）。如果免疫系統變弱後某些外部條件發生變化，這些潛伏的病毒會再次活躍，開始增殖並破壞宿主細胞。為此，研究者假設，持續暴露在納米顆粒的環境可能會讓潛伏的皰疹病毒再次激活，最終導致炎症反應和組織損傷。

為了驗證這個假設，研究者利用不同的納米粒子在細胞和小鼠上做實驗，讓細胞和小鼠都潛伏感染了鼠皰疹病毒68（MHV-68），通過這種方式提供了一個小型的體內和體外病毒發病機制研究的動物模型。

讓小鼠潛伏感染鼠皰疹病毒68(MHV-68)28天後滴入雙壁碳納米管或者碳納米粒子24小時後觀察肺組織

無論是體外的細胞實驗，還是小鼠實驗，研究人員都觀察到了納米粒子導致潛伏病毒爆發的跡象。同樣的，研究人員發現將潛伏感染人類皰疹病毒（Epstein-Barr-Virus）的人體細胞暴露在納米粒子里，也會導致人類皰疹病毒爆發。

最終，研究者得出，無論是人體細胞還是健康的小鼠，即使是非常少量的潛伏狀態的鼠皰疹病毒，持續暴露在納米粒子的環境下，會恢復在急性病毒感染中發現的分子特徵，促進裂解性病毒蛋白的產生，並誘導肺部的炎症反應，這最終可能會導致組織損傷和病理改變。

「之前的研究已經表明吸入納米粒子可能會引發炎症，影響免疫系統」 Tobias St?ger說，他是德國肺部研究所的科學家，也是本次研究的領導者之一。這次的研究中他表明「暴露於納米顆粒可以激活潛伏在肺部的皰疹病毒」。

在進一步的研究中，研究小組想測試在人類身上是否也會出現相似的結果。「許多人攜帶皰疹病毒，特發性肺纖維變性病人尤其會受到影響，」 肺修復與再生研究所的副校長Heiko Adler說，「如果這些結果在人體身上同樣被證實了，研究顆粒吸入誘發潛伏皰疹病毒的分子過程是非常重要的。在此基礎上，我們可以試圖影響這一治療途徑。」

在文章的末尾，奇點糕有一個好消息和一個壞消息要告訴大家。

壞消息就是，霧霾要遠比我們想像的更可怕，危害更大。除了上面所說的研究，最近發表在Particle and Fibre Toxicology期刊上的一項研究表明：長期暴露在PM2.5的環境下會改變血管舒緩素的成分，可能對肺部、心臟和腎造成影響。研究者在小鼠實驗中發現，長期暴露在PM2.5的環境下不僅會影響小鼠的心血管系統，更會造成小鼠的腎臟損傷，同時也更容易引發相關PM2.5疾病的產生。

好消息就是，1月16日，由中國科學院大連化學物理研究所和上海應用物理研究所聯合研製的極紫外自由電子激光裝置「大連光源」，終於發出了世界上最強的極紫外自由電子激光脈衝，成為世界上最亮且波長完全可調的極紫外自由電子激光光源。這一先進光源在化學、能源、物理、生物、環境等重要研究領域有著廣泛的應用。

「大連光源」能檢測50-150納米微粒，因此還有一個非常實用性的功能，那就是能夠檢測大氣中分子和原子。它能夠探測正在發生的燃料燃燒，生物分子在氣體中的活動，以及在固體—氣體界面上的反應如何進行的。這就能更好地理解像有毒的氣溶膠這樣的物質是如何在大氣中產生和分解的。而這個物質就是霧霾中組成物體之一。「大連光源」誕生意味著，至少對「霧霾到底是怎麼產生的」這個問題我們能夠有進一步的探索。

參考資料：

【1】Nanoparticle exposure reactivates latent herpesvirus and restores a signature of acute infection.Christine Sattler,Franco Moritz,Shanze Chen,Beatrix Steer,David Kutschke,Martin Irmler,Johannes Beckers,Oliver Eickelberg,PhilippeSchmittKopplin,HeikoAdlerandTobias Stoeger.Particle and Fibre Toxicology201714:2.DOI: 10.1186/s12989-016-0181-1

【3】http://www.sciencemag.org/news/2017/01/china-opens-unique-free-electron-laser-facility