目前,對于新型冠狀病毒如何進(jìn)入細(xì)胞并造成感染的確切的機(jī)制,我們并不清楚。 但是,根據(jù) 1989 年病毒學(xué)這門學(xué)科誕生以來,科學(xué)家們與病毒“打交道”的經(jīng)驗(yàn),我們?yōu)楦魑幻枋鲆幌拢阂活w病毒常規(guī)情況,是怎么“黏”上我們的細(xì)胞的?又是怎么產(chǎn)出“新病毒”的? 病毒有什么“裝備”供它們“繁衍”?又少又窮! 病毒,是一種極簡主義的生物,它們沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),通常病毒只由兩部分組成:核酸和蛋白質(zhì);某些特殊情況下,部分病毒甚至只包含蛋白質(zhì)或只有核酸。 病毒的基因(也就是遺傳物質(zhì))——核酸(可以是 RNA 或 DNA),位于病毒內(nèi)部的核心,相當(dāng)于“司令官”的作用。 蛋白質(zhì)就是病毒外部的衣殼,起到保護(hù)“司令官”以及幫助其進(jìn)入宿主細(xì)胞。 病毒自己是沒有任何可以用來繁衍后代的“工廠”和“設(shè)備”——也就是細(xì)胞和細(xì)胞器,所以它們要利用被感染細(xì)胞里面的物質(zhì)和元件,來生產(chǎn)它自己的核酸和蛋白質(zhì),并組裝成完整的病毒顆粒,從而“繁衍”它的子子孫孫。 因?yàn)橐桓F二白,只能去“搶”別人的細(xì)胞用。 拿了一把“鑰匙”,打開你的“門” 我們將細(xì)胞比喻成一個“工廠”,細(xì)胞膜是包圍在細(xì)胞外層的“門”,這扇門把異物阻隔在細(xì)胞外。 某些病毒,比如現(xiàn)在正“作妖”的新型冠狀病毒,它就有一把類似鑰匙的東西——棘突蛋白(spike protein,又稱 S 蛋白)。 在科學(xué)家的電子顯微鏡下,這種結(jié)構(gòu)酷似“花冠”。這把鑰匙正好能打開一些“鎖”。 而就我們目前所知,存在于我們?nèi)梭w腸道和肺臟細(xì)胞上的一種叫做血管緊張素轉(zhuǎn)化酶 2 (angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)的蛋白就是其中的一把鎖。 于是,冠狀病毒駕駛著飛行在空中的唾沫飛沫,拿著這把鑰匙,打開了黏膜上皮細(xì)胞的大門! 進(jìn)入之后,先來個儀式:脫殼! 在進(jìn)入細(xì)胞后,它會完成一個“儀式”,就是脫掉它的“蛋白質(zhì)外衣”(醫(yī)學(xué)上稱“脫殼”),這樣它的遺傳物質(zhì)暴露出來,利用細(xì)胞的加工廠進(jìn)行大量生產(chǎn)! 一個病毒大約能復(fù)制成多少病毒?1 萬個?你再猜! 病毒的遺傳物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞后,大搖大擺進(jìn)入工廠的指揮中心——細(xì)胞核,“劫持”了人體細(xì)胞的操作系統(tǒng),利用細(xì)胞提供的場所、原料和能量來進(jìn)行復(fù)制自己,復(fù)制出一大堆病毒的核心組裝材料(例如 RNA 或 DNA)。 隨后,病毒遺傳指令生產(chǎn)了大量的病毒 RNA 會從細(xì)胞核中被運(yùn)輸出來,進(jìn)入另一個生產(chǎn)車間——核糖體(核糖體是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場所),在它的指令下生成病毒包裝所需要的外殼蛋白質(zhì)。 這些蛋白外殼會與病毒的遺傳物質(zhì)(已經(jīng)合成的 RNA 或 DNA),組合生產(chǎn)新的病毒子子孫孫,就象一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)出來的大量產(chǎn)品一樣。 這群病毒,要么搭乘著“運(yùn)輸車”——高爾基體,分泌至細(xì)胞外;要么,這些病毒“子孫”暴力地?fù)纹萍?xì)胞,這些“獲得自由”的病毒繼續(xù)侵犯周圍的細(xì)胞,導(dǎo)致越來越多健康的細(xì)胞被破壞。 最后,它們還能侵入我們的血管,隨著血液四處奔走,形成“病毒血癥”,有機(jī)會感染全身的細(xì)胞。 那一顆進(jìn)入細(xì)胞的病毒,到底能“裝備”出多少后代呢? 不同的病毒生產(chǎn)的效率會有所不同,高效病毒,平均能產(chǎn)生大約 10 萬顆病毒“子孫”! 在醫(yī)學(xué)上,我們用“顆”來形容復(fù)制出的病毒顆粒。 在此次新型冠狀病毒的案例中,肺臟上皮細(xì)胞是它們主要的攻擊目標(biāo)之一。 根據(jù)現(xiàn)有研究推測,是因?yàn)榉闻K上皮細(xì)胞含有更高水平的 ACE2 蛋白,所以,使它成為了最容易被攻擊的對象。 病毒的攻擊使肺臟細(xì)胞開始變的異常,出現(xiàn)炎癥和滲出,使導(dǎo)致原本薄薄一層的肺泡壁變厚,同時肺泡中充滿滲出的液體,這就是肺炎。 人們開始咳嗽,伴隨著發(fā)熱、渾身無力。 而部分病情嚴(yán)重的人,會感覺到呼吸困難,甚至出現(xiàn)多個重要器官的“停工”和失調(diào)。 |
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