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九問新型冠狀病毒:新病毒比SARS“狡猾”在哪兒?

2020

/ 02/11
來源:

中國青年報

作者:

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  身邊的科學

  九問新型冠狀病毒

  圖為新型冠狀病毒3CL水解酶的高分率晶體結構。上?萍即髮W免疫化學研究所和中國科學院上海藥物研究所抗2019-nCoV冠狀病毒感染聯合應急攻關團隊供圖

  這個春節,一場始料未及的新冠肺炎疫情,打亂了人們對于鼠年的憧憬,不斷滾動的疫情播報牽動著每個人的心。

  在這場戰“疫”中,中華預防醫學會感染性疾病防控分會常務委員兼秘書長、中山大學附屬三院感染科副主任林炳亮除了參與醫務工作,還不斷通過互聯網做科普。他向中青報·中青網記者透露,這些天面對的線上咨詢最高時達上萬人,是平日里的幾十倍,“疫情突然,太多民眾對這個疫情和病毒認識不足,不知道怎么辦……”

  正如一位科研人員所說,很多人之所以表現出較強的擔憂,是因為在這場沒有硝煙的戰爭中,人們連“敵人”的底細都還沒有摸清。那么,關于新型冠狀病毒,我們究竟了解多少,其中哪些問題已經在科學界和醫學界達成共識,哪些科學知識和醫學常識又能幫助人們打好這場戰“疫”?

  為此,中青報·中青網記者采訪了多位科學家和醫生,進行解惑。

  病毒怎么就盯上了人類

  有人說,如果把所有的病毒列出來,人類發展史看上去就是一部與傳染病做斗爭的歷史:天花病毒、甲流病毒、登革熱病毒、SARS冠狀病毒、埃博拉病毒等,都曾奪走人類大量的生命。這些直徑約10-300納米之間的微生物,在人類不經意間就可以完成一次入侵,其表現形式可能是一個噴嚏,也可能是一次身體接觸。

  “病毒會不斷‘進軍’各種宿主,這個宿主可以是一個簡單的細菌,一個細胞,也可以是人類這樣復雜的生物體!敝袊茖W院腦科學與智能技術卓越創新中心研究員仇子龍說,病毒簡單來說就是“寄生蟲”,不依附于其他生物就沒法存活、沒法繁殖。

  當一個病毒感染宿主細胞時,將走過6個步驟:吸附、侵入、脫殼、生物合成、組裝和釋放。首先是吸附,病毒通過“識別”宿主細胞膜表面特有的受體蛋白分子,來“盯上”目標細胞。然后開展侵入——要么通過某種方式進入宿主細胞,要么直接將遺傳物質注入宿主細胞之內。

  接下來是脫殼,病毒的感染性核酸“脫下”蛋白質外殼,然后“馬不停蹄”地進行生物合成——根據基因指令,借助宿主細胞提供的原料、能量和場所,來合成病毒的核酸和蛋白質;緊接著進行組裝,新合成的病毒核酸和蛋白質,會組裝成子代病毒;最后是釋放,子代病毒釋放到宿主細胞外。

  這一次來襲的新型冠狀病毒,其入侵步驟也是如此。以第一步的“吸附”為例,該病毒所要識別的,是人類呼吸道和肺部細胞表面的“血管緊張素轉化酶2”(ACE2)。中科院武漢病毒所研究員石正麗團隊近日在《自然》雜志發文證實了這一點。

  截至目前,人們對新型冠狀病毒的認識還很不夠,盡管科學家在一些機理問題上取得一些進展,但還有很多臨床表現尚未找到原因。

  新病毒比SARS狡猾在哪兒

  “狡猾!”“詭異!”這是林炳亮對新型冠狀病毒的一個最初印象。

  他告訴記者,截至目前,人們對新型冠狀病毒的認識還很不夠,盡管科學家在一些機理問題上取得一些進展,但還有很多臨床表現尚未找到原因,如潛伏期患者具有感染性、無癥狀患者也有感染性、某些患者特別是重癥患者持續排毒時間較長等,都是其“狡猾”“詭異”之處。

  如今,科學家基于糞便已經檢測出新型冠狀病毒核酸,糞口傳播途徑的“可能存在”引發注意;此外,氣溶膠傳播途徑的“可能存在”也陸續受到關注。林炳亮說,這些都在進行科學研究,相信很快會有結果。

  “認識它,自然是好事,對普通民眾來說,如廁前后規范洗手,蓋好馬桶蓋再沖水,小區檢查下水道是否暢通,做到這些就會大大減少感染的機會!绷直料M,通過后續加強臨床治療和科學研究,加深對新冠肺炎及病毒的認識了解,慢慢揭開它“詭異的面紗”。

  在他看來,這次疫情發展的速度和傳播能力之所以如此強,有多方面的原因——

  一是新型冠狀病毒感染的肺炎疫情初期流行時,人們對這個新疾病的傳播途徑認識不足,導致疫情擴散。二是新型冠狀病毒感染的肺炎存在潛伏期感染和無(輕)癥狀感染患者,患者沒有或僅有輕微癥狀,容易漏診,如何找出這類傳染源是疫情防控的一大挑戰。最后一點,則是新型冠狀病毒感染的肺炎作為一種新的疾病,人群普遍對它沒有免疫力,導致疫情流行初期的“所向披靡”。

  而這,又牽出另一個追問:面對新冠病毒的來襲,人體的免疫系統究竟能起到何種作用?

  人體如何反擊病毒

  一種病毒要想入侵人類體內,要突破“重重防線”,而人體也終將發現它們的存在,然后“奮起反抗”——這就是人體的免疫機制。

  “打噴嚏、咳嗽、咳痰,這些都是免疫細胞與病毒作戰的表現!敝袊庖邔W會副理事長、中國醫學科學院基礎醫學研究所副所長黃波告訴記者,人類的呼吸系統盡管是一個與外界相通的開放系統,但這個系統從頭到尾有多個環節,均部署免疫細胞“重兵把守”,防御病毒入侵。

  據他介紹,新型冠狀病毒感染人體時,通過鼻腔和口腔進入到人體咽喉部后,將進一步蔓延氣管及更細的支氣管,進而到達肺泡。不過,這些病毒進入肺泡的每一步,都會遭到免疫細胞的“防御”和“監視”。

  具體來看,人體氣道表面的大部分細胞,都含有“像刷子一樣”的細長纖毛,這些纖毛表面還有能夠分泌黏液的杯狀細胞,這些黏液能夠包裹病毒,并依靠纖毛向上推動,經氣道從口腔內排出——這個過程就是人們日常所說的“咳痰”。當然,咳出的痰上,也就沾著不少病毒顆粒。

  “如果病人出現干咳癥狀,則在一定程度上說明,病毒突破氣管、支氣管部位的防線,侵入到了肺泡,肺泡部位的免疫細胞,同樣會被激活!秉S波說,如此一來,一整套環節中的免疫細胞都會被激活,釋放細胞因子如白介素-1、白介素-6和腫瘤壞死因子等,直接刺激體溫調節中樞,導致機體發熱。

  這也是為什么病毒感染后,人類會有發熱癥狀,并且成為一個驗證感染的關鍵指標。

  此外,病毒入侵肺泡后,如果引起大量肺泡上皮細胞死亡,其釋放的死亡物質,還會進一步刺激免疫細胞,引發更強的發熱反應——具體表現就是持續高熱。

  “發熱反應其實也屬于人體的一種保護機制,一方面過高溫度能夠抑制病毒復制,另一方面,溫度升高能夠增強免疫細胞的防御能力!秉S波說。

  除了發熱癥狀外,這次新型冠狀病毒感染的部分病人,還出現了腹瀉等胃腸道癥狀。黃波說,這是由于咽喉與食道相連,部分病毒可能通過咽喉部進入到消化道,通過感染腸上皮細胞以及激活腸道免疫反應,產生相關癥狀。

  不管年輕人免疫系統功能有多么好,不良生活方式如不規律作息、通宵玩手機、吸煙、飲酒以及旅途疲勞等,都能導致免疫功能臨時紊亂,從而給病毒帶來可乘之機。

  癥狀為何輕重不同

  那么,為什么感染者會有不同的反應癥狀?答案在于每個人體內免疫系統功能有強有弱。

  黃波告訴記者,大多數年輕患者表現為輕癥,正是因為他們的肺部上皮細胞狀態較為良好,對病毒入侵的天然反應迅捷有效。他們的免疫細胞功能完整、良好,即便被新型冠狀病毒感染,也可能不出現臨床癥狀或者癥狀非常輕微。

  老年人的情況則不然,隨著年齡增長,人的機體功能開始退化,在應對病毒時,肺部上皮產生干擾素會“慢半拍”,產生的量也會少一些,這意味著,它們的免疫細胞釋放干擾素以及吞噬病毒的能力會有所下降,于是人體整體抗病毒能力下降。

  “如果老年人還有心血管疾病、糖尿病等基礎性疾病時,其免疫系統功能更是薄弱,抵御病毒的能力更差,更容易被病毒感染!秉S波說。

  目前來看,此次新型冠狀病毒感染所致死亡患者,大多是老年人并且患有其他基礎性疾病。

  黃波說,正是由于這些患者抗病毒的免疫力低下,從鼻腔、咽喉部到氣管和支氣管等諸多環節,未能將病毒“有效阻擊”,使得病毒侵犯肺泡,導致共用的肺泡血管壁膜受損,血管里的血液進入到肺泡,導致缺氧,引發危重病情。

  當然,這并不意味著年輕人就可以高枕無憂了。

  在黃波看來,不管年輕人免疫系統功能有多么好,不良生活方式如不規律作息、通宵玩手機、吸煙飲酒以及旅途疲勞等,都能導致免疫功能臨時紊亂,從而給病毒帶來可乘之機。

  “人的癥狀輕重,也和入侵的病毒量有關!秉S波說,當病毒短時間內大量入侵機體時,即使是健壯的年輕人,其機體免疫系統也可能沒法控制住全部的病毒。

  這時,人類免疫系統的“最佳助攻”——藥物和疫苗就要登場了。

  藥物研發急不得?

  面對新型冠狀病毒肺炎疫情發展的嚴峻形勢,由各類機構和企業研發或篩選的“候選藥物”“候選疫苗”頻頻被曝出,備受關注。那么對這類病毒,是疫苗的預防作用更明顯,還是藥物治療的效果更佳?

  “疫苗解決的是保護易感人群、群體防護的問題,而藥物僅僅是針對患者,是個體!绷直猎诮邮苡浾卟稍L時說,從長遠來看,應該以疫苗為主,這對疫情控制或發生意義重大;但現階段來看,重點是早發現、早診斷、早治療,所以盡早研發或找到有效治療藥物“很重要”。

  然而,新藥的研發并不容易。

  “大家都希望能盡快有好的藥物,來對付這突如其來的不速之客,但我們必須清楚地認識到,藥物的研發、生產、應用有基本的規律和時間要求!敝锌圃荷虾K幬锼茺悓iT在網上撰文,來回應人們對于特效藥的迫切期待。

  一般情況下,新藥研發從無到有,要歷經藥物發現、臨床前研究和臨床試驗“三部曲”,最后才能進入醫藥市場用于治療疾病。

  這其中,最后一步“臨床研究”,則又細分為Ⅰ期臨床試驗、Ⅱ期臨床試驗、Ⅲ期臨床試驗和IV期臨床研究即藥物上市后監測4個階段,細說起來可謂步步荊棘,成功者鳳毛麟角。

  “很多人可能會有疑惑,緊急關頭,我們不能縮短藥物研發的時間和標準嗎?”管麗說,可以加快研發速度,但仍要遵循新藥研發規律。藥物的研發是一項周期長、投資高、風險大的系統工程,每一個環節都來不得半點錯誤。

  管麗給出一組數據:一個創新藥物從實驗室研究到最終上市可能需要10年;據不完全統計,全球的各大制藥公司對于一個創新藥物的資金投入,從最初到研發上市花費金額平均高達20多億美元;從實驗室研發出潛在有效的化合物,到最終在臨床確定有效,并能夠應用到市場的藥物,可能1萬個活性化合物苗子中,才能有一個化合物最終上市。

  難度之大,可見一斑。

  在沒有疫情暴發的情況下,科研人員從拿到實驗室可用的疫苗開始,到疫苗可以商用,將歷經一個“遠大于一年”的漫長過程。

  分離疫苗毒株才邁出第一步?

  至于疫苗的制備,所需的時間可能更長。

  “前不久,新型冠狀病毒的毒株已經分離出來,這為疫苗的研發提供了可能!绷直琳f,一般來看,疫苗從研發到最終應用還要很長一段時間,希望越快越好。

  減毒活疫苗和滅活疫苗,是疫苗中的主要兩類。這其中,前者顧名思義就是病毒經過各種處理后, 毒性減弱,但仍保留其免疫原性,將其接種到人類身上,引發機體免疫反應,達到預防作用。至于滅活疫苗,則需對病毒進行一次培養,徹底“殺死”該病毒同時保留其毒株特征。

  “這也是科學家要在疫情暴發初期,爭取第一時間拿到活毒株體的一個原因!敝锌圃何⑸锼┦狂R越說,由于病原體的突變率不同,比較從不同病人身上分離得到的活毒株,也是一件非常重要的事。

  不過,即便科學家已經掌握了可用的疫苗毒株,從研發到可以注射防疫,還要歷經很長一段時間。

  根據馬越的說法,在沒有疫情暴發的情況下,科研人員從拿到實驗室可用的疫苗開始,到疫苗可以商用,將歷經一個“遠大于一年”的漫長過程。

  在疫情暴發的當下,這個時間或許會大大縮短,甚至會有“綠色通道”。不過馬越說,“還是需要時間,科研人員爭分奪秒,日夜奮戰,就是在和時間賽跑!

  理想的抗病毒藥物,是既能作用于病毒增殖周期的某個或幾個環節,予以干擾或阻斷,又不影響宿主細胞的正常代謝。

  打敗細菌的抗生素為啥不管用

  除了病毒,人類還有一個敵人——細菌,細菌感染曾一度成為人類最大的敵人,如當年被稱作“黑死病”的鼠疫,3年時間就使歐洲人口減少三分之一。直到抗生素的發現和推廣,人類才控制了細菌感染的暴發。

  面對這次新型冠狀病毒肺炎疫情,有的人發出疑問:既然尚無特效藥,為何不能用抗生素治療?中科院微生物所科研專家對此回應道:抗生素對病毒是無效的,至于原因,則還要從細菌和病毒的結構不同說起。

  細菌擁有細胞壁,還有自己的核酸復制機器和核糖體——這就給了抗生素機會,抗生素只要針對這些靶點設計,就能保證殺傷細菌,而對人類副作用很小。

  相應地,病毒沒有細胞壁,沒有自己的核酸酶,也沒有核糖體,它所有的功能都要依靠宿主細胞來完成。這意味著,即便研發出能夠殺死病毒的抗生素,也沒有太大意義——因為,這種抗生素在殺死病毒的同時,也殺死了病毒所吸附的宿主細胞。

  按照中科院微生物所科研人員的說法,理想的抗病毒藥物,是既能作用于病毒增殖周期的某個或幾個環節,予以干擾或阻斷,又不影響宿主細胞的正常代謝。

  比如常見的藥物“病毒唑”,就提供了大量核苷酸類似物,“偷梁換柱”地取代了正常的核苷酸,這讓病毒失去了復制能力,起到了抑制病毒擴增的作用。

  科學家提醒道,面對病毒的治療,人類至今尚未找到像抗生素一樣普適性特效藥,也因此,積極的治療往往是調動人體自身的免疫能力去對抗病毒——因為只有生物本身,才真正懂得如何對抗生物。

  由于病毒會變異,二次感染有可能發生,但概率會非常低下。這主要是由機體免疫系統的本質以及病毒變異的部位所決定。

  會不會出現二次感染?

  截至2月9日24時,據31個省(自治區、直轄市)和新疆生產建設兵團報告,確診病例35982例,累計治愈出院病例3281例。由于疫情還在持續,這些治愈者有可能再次接觸到導致疫情的元兇——新型冠狀病毒,他們會不會發生二次感染?

  黃波說,由于病毒會變異,二次感染有可能發生,但概率會非常低下。這主要是由機體免疫系統的本質以及病毒變異的部位所決定。

  具體來看,人類免疫系統由固有免疫系統和獲得性免疫系統兩大部分組成。當新型冠狀病毒侵犯呼吸道黏膜,固有免疫系統中的巨噬細胞,就會迅速“吃掉”入侵的病毒。如果固有免疫防線沒有被病毒攻破,免疫反應就會到此為止,病毒也就被打敗了。

  如果固有免疫防線不幸被攻破了,獲得性免疫作為“替補”,就會馬上啟動。獲得性免疫是由T細胞和B細胞所介導,這兩類細胞通!岸ň印痹跈C體的淋巴結和脾臟,它們一旦被激活,將顯示極其強大的“殺毒”能力。

  按照黃波的說法,當T細胞、B細胞和病毒的戰斗結束后,會留下不到5%的效應性T細胞、B細胞,這些細胞在機體內存活幾年、幾十年乃至終身,這些細胞被稱作記憶性T細胞或記憶性B細胞。

  “由于當前缺乏特異性抗病毒的藥物干預,新型冠狀病毒肺炎患者康復基本上依賴于機體的免疫細胞——特別是激活的T細胞和B細胞!秉S波說,記憶性T細胞、記憶性B細胞會在體內長期存在,時刻監視最初感染機體的冠狀病毒再次入侵,防止二次感染。

  通俗地說,這些記憶性T細胞或記憶性B細胞,在第一次見到病毒之后,即便過了多年,再次遇見該病毒,仍能夠一眼認出,從而啟動記憶反應。黃波說,這些細胞的記憶反應速度,如同固有免疫反應一樣迅速,可以將再次入侵的病毒迅速控制住。

  人類的免疫系統將再次證明,它是消滅邪惡病毒的無冕之王。

  提高免疫力到底有多重要

  黃波認為,人類的歷史是一部與疾病包括病毒斗爭的歷史,遠的例如天花病毒,近的包括脊髓灰質炎病毒,我們人類都最終戰勝了這些極其可怕的病毒。

  在這個過程中,人類的免疫系統也在不斷進化,變得越來越強大。就此次新型冠狀病毒而言,大多數個體接觸到病毒后,并無癥狀或僅出現輕微癥狀,有的出現發熱胸悶等癥狀,經一段時間后自行好轉;但是對于免疫功能不強或者低下者,病毒感染卻是一場嚴峻考驗。

  對于這些人群,如何改善他們的免疫功能?

  黃波建議,除了規律作息,當前可以食用一些具有增強天然免疫功能的食物,如香菇、枸杞、靈芝粉、黑木耳等。這些食材富含植物的多糖,能夠刺激天然免疫細胞表面,使得這些免疫細胞處于一種預刺激狀態,從而加強對病毒入侵的監視。

  黃波通過記者呼吁:希望公眾明白了機體免疫系統對人體的保護機制后,能減少新型冠狀病毒帶來的恐懼和無力感。他說,“我堅信,人類的免疫系統將再次證明,它是消滅邪惡病毒的無冕之王!

  中青報·中青網記者 邱晨輝 來源:中國青年報

初審編輯:魏鵬

責任編輯:孫翔

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