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九问新型冠状病毒:新病毒比SARS“狡猾”在哪儿?


文章作者:www.homyland3s.com 发布时间:2020-02-24 点击:992



旁边的科学

久闻新冠状病毒

图显示了新冠状病毒3CL水解酶的高分数晶体结构。上海科技大学免疫化学研究所和中国科学院上海医学研究所联合应急小组共同抗击2019-nCoV冠状病毒感染,提供了一幅画面:今年春节,一场意想不到的新的冠状病毒疫情打破了人们对鼠年的期待,疫情的持续滚动传播影响着每个人的心灵。

在这场“流行病”的战争中,中国预防医学协会传染病防治分会常务理事、秘书长、中山大学第三附属医院传染科副主任林除了参与医疗工作外,还继续通过互联网普及科学。他向《中国青年报》和《中国Youth》的记者透露,这些天他面对的网上咨询次数高达数万次,是平时的几十倍。“突然之间,太多人对疫情和病毒了解不够,不知道该怎么办……”正如一位研究人员所说,许多人表现出强烈的担忧,因为在这场没有硝烟的战争中,人们甚至不知道“敌人”的细节。那么,我们对这种新的冠状病毒了解多少,科学和医学界对哪些问题达成了共识,哪些科学和医学知识可以帮助人们抗击这场战争的“流行病”?

为此,《中国青年报》和《中国Youth》的记者采访了许多科学家和医生来消除疑虑。

为什么病毒以人类为目标?

有人说,如果把所有的病毒都列出来,人类的发展史就像是一部抗击传染病的历史:天花病毒、H1N1病毒、登革热病毒、非典冠状病毒、埃博拉病毒等等,所有这些都夺去了大量的人的生命。这些直径约10-300纳米的微生物可以通过人类入侵,其形式可以是打喷嚏或身体接触。

"病毒将继续“入侵”不同的主机。这种宿主可以是简单的细菌、细胞或像人类一样的复杂有机体。”中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的研究员邱子龙说,这种病毒只是一种“寄生虫”,没有与其他生物的依附就无法生存和繁殖。

当病毒感染宿主细胞时,它将经历六个步骤:吸附、入侵、脱壳、生物合成、组装和释放。首先是吸附。病毒通过“识别”宿主细胞膜表面的特异性受体蛋白分子来“瞄准”靶细胞。然后,通过以某种方式进入宿主细胞或者通过将遗传物质直接注射到宿主细胞中来进行入侵。

接下来是脱壳,病毒的传染性核酸“脱去”蛋白质外壳,然后“不停地”生物合成。根据基因指令,病毒核酸和蛋白质是通过宿主细胞提供的原料、能量和场所合成的。组装后,新合成的病毒核酸和蛋白质将组装成子代病毒。最后,它被释放,子代病毒被释放到宿主细胞之外。

这次袭击的新冠状病毒也是如此。以第一步中的“吸附”为例。病毒需要识别的是人体呼吸道和肺细胞表面的“血管紧张素转换酶2”。中国科学院武汉病毒研究所研究员石的团队最近在《自然》杂志发表的一篇论文中证实了这一点。

到目前为止,人们对新冠状病毒的了解还不够。尽管科学家们在一些机制问题上取得了一些进展,但仍有许多临床表现原因不明。

新病毒在哪里比非典更狡猾

“狡猾!”“奇怪!”这是林对新冠状病毒的第一印象。

他告诉记者,到目前为止,人们对这种新的冠状病毒还知之甚少。尽管科学家在一些机制问题上取得了一些进展,但仍有许多临床表现尚未被发现。例如,潜伏期病人有传染性,无症状病人也有传染性,一些病人,特别是重症病人,继续长期解毒。所有这些都是“狡猾”和“怪异”的。

现在,科学家们已经检测到了基于粪便的新冠状病毒的核酸,而且“可能”

“知道这自然是一件好事。对普通人来说,上厕所前后要洗手,盖上马桶盖再冲水,检查社区下水道是否畅通,将大大减少感染的机会。”林希望通过后续临床治疗和科研的加强,加深自己对新皇冠肺炎及其病毒的认识,慢慢揭开它的“怪面纱”。

在他看来,这种流行病的迅速发展及其强大的传播能力有许多原因。首先,当被新冠状病毒感染的肺炎疫情首次流行时,人们对新疾病的传播途径知之甚少,这导致了疫情的蔓延。第二,感染新冠状病毒的肺炎有潜伏感染和无(轻度)症状的感染患者。患者没有或只有轻微症状,很容易漏诊。如何找到这种感染的来源是流行病预防和控制的一个重大挑战。最后一点是,肺炎感染了新的冠状病毒是一种新的疾病,而人们普遍对它没有免疫力,导致“战无不胜”的开始流行。

这引出了另一个问题:面对新的冠状病毒,人类免疫系统能扮演什么角色?

人体如何对抗病毒

如果病毒想要入侵人体,它必须突破“多道防线”,人体最终会发现它们的存在,然后“奋起反抗”。这是人体的免疫机制。打喷嚏、咳嗽和咳痰都是免疫细胞对抗病毒的表现。中国免疫学会副主任、中国医学科学院基础医学研究所副所长黄波告诉记者,尽管人类呼吸系统是一个与外界交流的开放系统,但它从头到尾都有许多环节,免疫细胞被部署在“戒备森严”的地方,以防止病毒入侵。

据他介绍,当新的冠状病毒感染人体时,它会通过鼻腔和口腔进入人体的咽喉,并进一步扩散到气管和较细的支气管,然后到达肺泡。然而,这些病毒进入肺泡的每一步都将受到免疫细胞的“保护”和“监控”。

具体来说,人体呼吸道表面的大多数细胞都含有“刷状”纤细的纤毛。这些纤毛也有能分泌粘液的杯状细胞。粘液可以包裹病毒并通过纤毛向上推动,通过气道从口腔排出。这个过程就是人们所说的“咳痰”。当然,咳痰上有许多病毒颗粒。

“如果患者患有干咳,在某种程度上表明病毒突破了气管和支气管的防线,侵入肺泡,肺泡中的免疫细胞也将被激活。”黄波说,其结果是,免疫细胞中的一整套环节将被激活,释放出白细胞介素-1、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子等细胞因子,直接刺激体温调节中心,导致身体发热。

这也是为什么人类在感染病毒后会出现发热症状,并成为验证感染的关键指标。

此外,在病毒侵入肺泡后,如果它导致大量肺泡上皮细胞死亡,释放的死亡物质将进一步刺激免疫细胞并引发更强烈的发热反应。具体表现是持续高烧。

"发烧反应实际上属于人体的一种保护机制。一方面,过高的温度可以抑制病毒复制,另一方面,升高的温度可以增强免疫细胞的防御能力。”黄波说。

除了发烧症状外,一些感染了新冠状病毒的病人还有肠胃症状,如腹泻。黄波说,这是因为喉咙与食道相连,一些病毒可能通过喉咙进入消化道,通过感染肠道上皮细胞和激活肠道免疫反应引起相关症状。

不管年轻人的免疫系统功能有多好,不良的生活方式如不规律的工作和休息、通宵打手机、吸烟、饮酒和旅途疲劳都会导致免疫功能暂时紊乱,从而给病毒带来机会。

为什么症状的严重性不同?

那么,为什么感染者会有不同的反应症状?答案在于每个人体免疫系统的强弱。

黄波告诉记者大多数年轻病人

老年人的情况不一样。随着年龄的增长,他们的身体机能开始退化。当处理病毒时,肺上皮细胞会“缓慢而半拍”地产生干扰素,而且数量会更少。这意味着它们的免疫细胞释放干扰素和吞噬病毒的能力将降低,因此人体的整体抗病毒能力将下降。

“如果老年人仍然患有心血管疾病和糖尿病等基本疾病,他们的免疫系统功能就更弱,他们抵抗病毒的能力就更差,他们更容易被病毒感染。”黄波说。

目前,大多数死于新冠状病毒感染的病人都是老年人,并患有其他基本疾病。

黄波说,正是因为这些患者的抗病毒免疫力低,所以他们不能“有效地阻断”病毒从鼻腔和咽喉到气管和支气管,导致病毒侵入肺泡,造成普通肺泡血管壁膜受损,血管中的血液进入肺泡,导致缺氧和严重疾病。

当然,这并不意味着年轻人可以高枕无忧。

在黄波看来,不管年轻人的免疫系统功能有多好,不健康的生活方式,如不规律的工作和休息、通宵打手机、吸烟和喝酒,以及旅途中的疲劳都会导致免疫功能暂时紊乱,从而给病毒带来机会。“人类症状的严重性也与病毒入侵的数量有关。”黄波说,当病毒在短时间内大量侵入人体时,即使是强健的年轻人的免疫系统也可能无法控制所有的病毒。

此时此刻,药物和疫苗,人类免疫系统的“最佳助手”,即将出现。

急需开发药物吗?

面对新的冠状病毒肺炎疫情发展的严峻形势,各机构和企业开发或筛选的“候选药物”和“候选疫苗”频频曝光,备受关注。那么疫苗的预防效果更明显还是药物治疗对这种病毒的效果更好呢?“疫苗解决了保护弱势群体的问题,而药物只针对病人,而不是个人。”林在接受记者采访时表示,从长远来看,要把疫苗放在首位,这对控制或发生疫情具有重要意义。然而,在这个阶段,重点是早期发现、早期诊断和早期治疗,因此尽快开发或找到有效的治疗药物是“非常重要的”。

然而,新药的开发并不容易。

“每个人都希望尽快有好的药物来对付这种意想不到的客人,但我们必须清楚地认识到,药物研发、生产和应用都有基本的规则和时间要求。”中国科学院上海医学研究所的关力在网上写了一篇文章,回应人们对特定药物的迫切期望。

在正常情况下,新药研发必须经历药物发现、临床前研究和临床试验的“三部曲”,才能进入治疗疾病的药物市场。

其中,“临床研究”的最后一步细分为四个阶段:第一阶段临床试验、第二阶段临床试验、第三阶段临床试验和第四阶段临床研究,即药物上市后监测。详细地说,这可以说是一个棘手的一步一步,很少有成功的。

"许多人可能会有疑问。在紧急情况下,我们不能缩短药物开发的时间和标准吗?”关力表示,研发速度可以加快,但新药研发的规律仍需遵循。药物研发是一项长期、高投入、高风险的系统工程,每个环节都没有失误。

关力给出了一组数据:一种创新药物从实验室研究到最终上市可能需要10年时间。据不完全统计,从创新药物诞生到研发,世界各大制药公司平均花费超过20亿美元。从实验室开发潜在有效化合物到最终确定临床有效并可应用于市场的药物,10,000株活性化合物幼苗中可能只有一株能最终上市。

困难如此之大,以至于看得出来。

在没有爆发的情况下,研究人员将经历一个漫长的过程

减毒活疫苗和灭活疫苗是两种主要的疫苗。其中,前者顾名思义,是指病毒经过各种处理后,毒性减弱,但仍保持其免疫原性,将其接种于人体,引发人体免疫反应,达到预防效果。至于灭活疫苗,病毒需要培养一次,以完全“杀死”病毒,同时保持其菌株特征。

“这也是科学家试图在疫情爆发之初获得活病毒株的原因之一。”中国科学院微生物研究所博士马跃说,由于病原体的突变率不同,比较从不同患者分离的活菌株也非常重要。

然而,即使科学家已经掌握了可用的疫苗株,从开发到接种疫苗仍需要很长时间。

根据马跃的说法,在没有爆发的情况下,研究人员将经历一个“远远超过一年”的漫长过程,从他们在实验室获得疫苗的那一刻起,直到疫苗上市。

在目前的疫情中,这一时间可能会大大缩短,甚至可能会有“绿色通道”。然而,马跃说,“这仍然需要时间。研究人员正与时间赛跑,日夜奋战。他们在与时间赛跑。”

理想的抗病毒药物不仅能作用于病毒增殖周期的一个或几个环节,干扰或阻断它,而且不会影响宿主细胞的正常代谢。

为什么战胜细菌的抗生素不起作用?

除了病毒,人类还有另一个敌人,细菌。细菌感染一度成为人类最大的敌人。例如,当时被称为“黑死病”的瘟疫在三年内使欧洲人口减少了三分之一。直到抗生素的发现和推广,人类才控制了细菌感染的爆发。

面对这种新的冠状病毒肺炎流行,有人问:既然没有特效药,为什么不能用抗生素来治疗?中国科学院微生物研究所的科学专家回应道:“抗生素对病毒无效。至于原因,我们必须从细菌和病毒的不同结构开始。”

细菌有细胞壁、它们自己的核酸复制机和核糖体,只要抗生素是为这些目标设计的,它们就有机会杀死细菌,对人类几乎没有副作用。

相应地,病毒没有细胞壁,没有自己的核酸酶,也没有核糖体。它的所有功能都依赖于宿主细胞。这意味着,即使开发出一种能够杀死病毒的抗生素,也没有多大意义,因为这种抗生素杀死病毒以及被病毒吸收的宿主细胞。

据中国科学院微生物研究所的研究人员称,理想的抗病毒药物不仅能作用于病毒增殖周期的一个或几个环节,干扰或阻断它,而且不会影响宿主细胞的正常代谢。

例如,常用药物利巴韦林提供了大量的核苷酸类似物,并通过“偷梁换柱”来替代正常的核苷酸,这使得病毒失去了其复制能力,并起到了抑制病毒扩增的作用。

科学家警告说,面对病毒治疗,人类还没有找到一种像抗生素一样普遍而特异的药物。因此,积极的治疗通常是调动人体自身的免疫能力来对抗病毒,因为只有生物体本身才真正知道如何对抗生物体。

因为病毒会变异,可能会发生二次感染,但概率很低。这主要是由人体免疫系统的性质和病毒变异的位置决定的。

会有第二次感染吗?

截至2月9日24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团已报告确诊病例,3281例出院病例已治愈。随着疫情的持续,这些治愈的患者可能会接触到新冠状病毒,这是疫情的罪魁祸首。他们会有二次感染吗?

黄波说,因为病毒会变异,可能会发生二次感染,但概率会很低。这主要是由人体免疫系统的性质和病毒变异的位置决定的。

具体来说,人类免疫系统由两个主要部分组成:先天免疫系统和后天免疫系统。当一种新的冠状病毒侵入呼吸道粘膜时

如果先天免疫防线不幸被突破,获得性免疫将作为“替代品”立即被激活。获得性免疫由T细胞和B细胞介导。这两种细胞通常“定居”在身体的淋巴结和脾脏中。一旦激活,它们将显示出极强的“反病毒”能力。

根据黄波的说法,当T细胞、B细胞和病毒之间的战斗结束后,只有不到5%的效应T细胞和B细胞会保留下来。这些细胞将在体内存活数年、数十年甚至一生。这些细胞被称为记忆性T细胞或记忆性B细胞。

“由于目前缺乏特定的抗病毒药物干预,新冠状病毒肺炎患者的康复基本上依赖于机体的免疫细胞,尤其是活化的T细胞和B细胞。”黄波说,记忆性T细胞和记忆性B细胞将在体内长期存在,不断监测最初感染人体的冠状病毒的再次入侵,以防止二次感染。

一般来说,这些记忆性的T细胞或记忆性的B细胞在第一次见到病毒后仍然能够一眼就认出它,即使他们在许多年后再次遇到它,从而开始记忆反应。黄波说,这些细胞的记忆反应速度和固有的免疫反应一样快,可以快速控制病毒再次入侵。

人类免疫系统将再次证明它是消灭邪恶病毒的无冕之王。

提高免疫力有多重要?

黄波认为人类的历史是一部抗击疾病的历史,包括病毒,远至天花病毒,近至脊髓灰质炎病毒。我们人类终于战胜了这些极其可怕的病毒。

在这个过程中,人类免疫系统也在进化,变得越来越强大。就新的冠状病毒而言,大多数人在暴露于病毒后没有症状或只有轻微症状,一些人有发热、胸闷等症状,这些症状在一段时间后会改善。然而,对于那些免疫功能较弱或较低的人来说,病毒感染是一个严峻的考验。

对于这些人,如何提高他们的免疫功能?

黄波建议,除了正常的工作和休息之外,你可以吃一些具有增强自然免疫功能的食物,如蘑菇、枸杞、灵芝粉、黑木耳等。这些成分富含植物多糖,可刺激天然免疫细胞表面,使这些免疫细胞处于预刺激状态,从而加强对病毒入侵的监控。

黄波通过记者呼吁:我希望公众在了解人体免疫系统对人体的保护机制后,能够减少新冠状病毒带来的恐惧和无能为力。他说,“我坚信人类免疫系统将再次证明它是消灭邪恶病毒的无冕之王。”

中国青年报,中国记者邱来源:中国青年报

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