我是從8天前開始查閱「病毒和疫情」的資料,每天會查閱整理5、6個小時,直到今天才基本整理出框架。 沒有確鑿論據(jù),不敢下筆給大家添亂。 這次病毒弄得人心惶惶,大家還不確定它未來會有多大影響,希望大家掌握更多認知。 但畢竟靠此前更多“宣情緒、蹭流量、講故事”等碎片文章(甚至是謠言),是很難建立認知框架的。 今天講述病毒互動的完整四部曲:誕生→侵入→復制→殺傷性 每個部分剖析到本質(zhì),其中70%的信息,你可能并不知道。 首先,我們在紙上畫出兩根梯子,叫繩梯更合適一些,直升飛機上經(jīng)常會用。 然后我們把其中一根繩梯從中間剪開。 接下來把“完整繩梯”和“一半繩梯”像扭麻花一樣,分別扭轉(zhuǎn) 你就分別得出圖中這樣的東西,左邊叫DNA,右邊叫RNA。 兩個東西都可以遺傳和復制信息。 為什么你媽把你生下來,會長得像你爸?就是因為DNA復制了你爸的信息。 由于DNA是雙鏈,復制信息比較穩(wěn)定,更像復印機復印的一樣;RNA不穩(wěn)定,就像手抄課文,信息常常抄錯。 這次主角是「新型冠狀病毒」(2019-nCoV),它是RNA單鏈的。 所以我們把DNA這份暫時扔掉,然后用一個球形蛋殼(其實是蛋白質(zhì)外殼)套在RNA(扭曲的一半繩梯)外面。 并且畫上很多豎起的喇叭在外面,這很像豌豆射手,但科學家把它叫做冠狀(刺突Spike)[1]。 OK,這就是一個完整的冠狀病毒。 所以你知道了,這次冠狀病毒的核心有三個部分: ·“扭曲的繩梯”——RNA (用于復制信息) ·“球形蛋殼”——蛋白質(zhì)外殼(提供一些營養(yǎng)和保護) ·“冠狀部分”——刺突(具體作用待會說) 病毒畫好了,它就要開始活動了。 假設這時候有個老人打了噴嚏,病毒被一個小孩吸入了氣管,進入肺中。 病毒會干嘛? 它會拼命尋找人體細胞,比如肺細胞,然后費盡心思鉆進去。 相比肺細胞,病毒的體積小太多太多。 這就好比特洛伊戰(zhàn)爭時,木馬攻城。你可以想象病毒=木馬,細胞=特洛伊城。 接下來,我們就分別稱呼“病毒木馬”和“細胞城市”。 那么為什么病毒要攻城呢? 請先記住它的唯一目的——復制(Copying)。 一條病毒RNA單鏈,在進攻細胞后,往往可以復制出幾百萬條,瘋狂增加自己數(shù)量。 它用什么方式攻城呢? 對,就和“特洛伊木馬計”一模一樣——欺騙。但一共欺騙了細胞三次。 第一次欺騙-開鎖進城 肺細胞有細胞膜,好比城墻,這個守護是非常嚴密的。 城墻只有一些小洞,允許水分子或其它營養(yǎng)分子滲入進來。 但像“病毒木馬”這么大個東西想進入“細胞城市”,怎么辦? 用鑰匙開鎖。 剛剛我們留下的懸念——為什么病毒是冠狀的? “冠狀”(刺突)就是鑰匙。 那“鎖”是什么呢?“鎖”就是“細胞城市”表面一些較「受體」的東西。 此次感染肺細胞的受體——血管緊張轉(zhuǎn)化酶2(Angiotensin Converting enzyme 2)[2] 如果能量物質(zhì)來,把刺突插入受體,“細胞城市”就開門;如果刺突不匹配(沒鑰匙),細胞就不開門,讓這個物質(zhì)滾蛋。 病毒經(jīng)過幾億年進化,完完整整配了很多把假鑰匙,可以堂而皇之插入鑰匙孔。 細胞城門大開,病毒會被整個拖進城里(這和木馬被拖進特洛伊一模一樣)。 第二次欺騙-打開木馬 一旦識別有外界物質(zhì)進入,“細胞城市”還有一層防護——噴藥殺毒。 噴的這個藥,叫溶酶體[3]。很多感冒病毒進入細胞,就會被溶酶體殺掉。 不過冠狀病毒可是老油條了,為什么它事先要找個球形外殼躲起來,就是為了應付這一步。 溶酶體殺毒,剛好幫助病毒把蛋白質(zhì)外殼給溶掉。 這就好比特洛伊城的守護者,完全幫倒忙,幫助木馬里的敵人鉆了出來。 這時病毒的RNA單鏈赤裸裸暴露在“細胞城市”中。 第三次欺騙-夾道歡迎 病毒RNA的目的是走到細胞國王(細胞核)那里,但對于弱小的RNA來說,從城門走到國王那里,實在是太遠了。 不過細胞國王卻有一群小兵,如果識別是能量物質(zhì)。國王就會派出小兵,前去迎接,用最快速度乘坐軌道把對方運送到細胞核中(詳見視頻)。 這些小兵,就叫馬達蛋白[4]。 最終,病毒木馬挖空心思: ·制造假鑰匙(冠狀) ·利用溶酶體毀掉木馬(蛋白質(zhì)外膜) ·欺騙馬達代蛋白運送自己,走到目的地——細胞核那里。 到了這里,它要干嘛呢?是要殺死“細胞國王”篡位嗎? 病毒煞費苦心來到了(細胞國王)那里,會干點啥壞事呢? 重復剛剛說到的——復制(Copying)。 原來,“細胞國王”有很多臺無與倫比的復印機(核糖體)[5],一天能復制幾百萬份拷貝,性能秒殺人類所有復印機。 病毒跑過去,也并不是為了占領城市或殺死國王,而是為了用這臺復印機復制自己——和「核糖體」結合,生成更多RNA單鏈,合成RNA復制酶并生成蛋白質(zhì)外殼,形成更多新冠狀病毒顆粒。 因為病毒嚴格意義上來說不是「生命」。 它不像「細菌」一樣,有自己的細胞核和細胞。病毒只能靠別人的細胞,完成自我復制。 而復制分為兩個階段: 一、潛伏 一開始,細胞復制自己的DNA,病毒借一下復印機復制自己的RNA,大家相安無事。 這段時期,就叫「潛伏期」。 專家發(fā)布冠狀病毒的潛伏期預估是14天內(nèi)(按實際感染平均潛伏期是5.2天,和SARS基本差不多) 而史上堪稱最成功的病毒,ADIS艾滋病毒,可以潛伏近10年,甚至20年之久。 (圖-各類病毒潛伏周期) 那么,有木有可能,病毒就一直復制,永遠與細胞和諧相處呢? 完全有可能,很多病毒來到宿主細胞體內(nèi),就忘記自己干嘛來的了。就像間諜被策反了一樣,成為了無公害的永久居民。 二、引起免疫反應并傳播 到此為止,你還不覺得病毒有多壞——它不就是為了復制自己,耍了些欺騙手段嗎? 可怕的過程來了: 這次冠狀病毒非常兇猛。它不斷復制,終有一天,擠破細胞城市,這個肺細胞就被感染死掉了[6]。 病毒和它的上百萬Copy大軍,就會從潰爛的“城墻”中跑出來,進而瘋狂感染另外的細胞。 這可不行啊,于是肺細胞在臨死前幡然醒悟,呼叫細胞中的老大——免疫細胞出來廝殺。 大量白細胞大軍駕到,它們的戰(zhàn)斗值超10000。這時: 1、你的身體會發(fā)熱,血液流速加快,大量水份會涌入肺部形成體液,為了運輸更多白細胞和病毒廝殺。 2、體液還負責把戰(zhàn)死的白細胞和細菌送出體外。對,這就是惡心的口痰和鼻涕。 3、飛沫、口痰、鼻涕又感染下一個人。 免疫系統(tǒng)大戰(zhàn)病毒 怎么樣,是不是很神奇? 病毒、肺細胞,免疫白細胞,其中的關系簡直像被設計出來一樣。 99.9%的病毒原本是和人類動物和諧相處的——病毒借細胞核復印機搞點復制,人和動物得點小感冒,讓免疫系統(tǒng)活動活動。 但為什么,此次新冠病毒會如此厲害? 這次新冠病毒讓人聞風喪膽,主要是兩個方面: ·毒性(大致用致死率) ·傳染性(病毒傳播效率) 分別來看看: 1、什么叫毒性? 根據(jù)剛剛所說的「感染過程」,新冠病毒的「毒性」主要體現(xiàn)三個方面: ·感染肺細胞,讓肺細胞死亡 ·免疫系統(tǒng)啟動,肺部涌入大量水份,造成呼吸困難甚至窒息 ·由于病毒高度偽裝,白細胞無法識別敵我,只能無差別攻擊。肺細胞也會受白細胞大量摧毀 所以2003年的SARS由于毒性太強,導致免疫力更強的青壯年更容易死亡。 當時很多醫(yī)生不得不采用“激素治療”,適當控制免疫反應。這造成了很多病人股骨頭壞死,留下后遺癥。 還好新冠病毒的毒性要溫和很多, 截止到2月1日24:00,大致死亡率在2.11%(確診14380人,死亡304人,不過這個計算方法太過簡單粗暴,實際數(shù)據(jù)要等進一步統(tǒng)計)。 而且此次死亡人數(shù)很多比例是上了年紀,有些原本就有其它病癥的人。即便是流感,也會奪去很多人生命。 所以實際死亡率,遠比SARS(9.8%)和MERS(35%)低很多。 2、為什么傳染性很強? 關于病毒的傳播力,有基本傳染數(shù)(R0)這個指標來衡量。 是指在沒有外力干預下,一個感染者平均而言能夠傳染給幾個人。 如果R0小于1,則意味這個疾病會自我消亡。而大于1,則意味會呈指數(shù)級增長。 關于新冠病毒肺炎,R0值很難估算。 世界衛(wèi)生組織在1月23日給出過一個粗糙的估計在1.4-2.5之間[7]。不過從目前實際數(shù)據(jù)來看,不止這個數(shù)值。 國外專家預估在3.7左右,暫時也是超過SARS(2-5),堪稱恐怖了。 通過毒性和傳染性兩個維度[8],我們可以得到四個象限: a、溫和級(低毒性-低傳染性) 很多無公害病毒。比如噬菌體,反而可以殺滅細菌。能夠和宿主實現(xiàn)共生。 b、指數(shù)級(低毒性-高傳染性) 大多數(shù)流感病毒、腺病毒、HIV等。潛伏期很長,能夠造成大規(guī)模傳播,但不會很快致宿主死亡,且部分能得到藥物控制。 c、恐怖級(高毒性-低傳染性) SARS、MERS,還有大名鼎鼎的埃博拉病毒,一旦感染,會迅速攻擊人體除骨骼外每一處組織,讓人口吐鮮血而亡,場面非常恐怖。 但由于很快把宿主殺死,宿主還沒來得及感染下一個人,病毒也隨之死掉。所以埃博拉病毒至今也沒有引起大規(guī)模傳染[9]。 d、毀滅級(高毒性-高傳染性) 西班牙大流感、霍亂、天花等臭名昭著的病毒。 其中西班牙大流感致死2000-5000萬人,所到之處寸草不生。 從病毒自身生存視角來看,b類(指數(shù)級)和d類(毀滅級)才是它們所期待的。 所以像SARS,和MERS的病毒這種(致死率高,傳播率低)的病毒,從某種意義來說只是一個初級版本,還不太適應人體[10]。 這些病毒原本和人類世界井水不犯河水,只是那些捕獵和吃野生動物的人,侵犯到了遠古病毒世界,才導致危機。 所以這次的主角——「新型冠狀病毒」(2019-nCoV),某種意義來上比SARS和MERS更先進,致死率較低,傳播率更高。 病毒的最好預防措施就是隔離!不要迷信各種藥! 昨天,全國驚現(xiàn)雙黃連口服液可以抗冠狀病毒這個信息,明顯就是測智商的。 事實上,包括埃博拉病毒,SARS病毒,到現(xiàn)在都還沒有出特效藥。 而且對于大多數(shù)病毒,人類迄今為止更多也不是用藥物治療,本質(zhì)就是因為「病毒」更多是寄生在細胞中,藥物難以識別[11]。 為什么對于這次冠狀病毒重癥患者,是采用生命支持系統(tǒng),也就是只能維持你的生命,調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),讓免疫系統(tǒng)幫你戰(zhàn)勝病毒。
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