這次疫情來勢兇猛,讓人猝不及防,那么—— 病毒是如何侵入人體讓人發(fā)病的? 作者:劉植榮 
這次疫情來勢如此兇猛,顛覆了很多專家的判斷。2020年1月20日,國家衛(wèi)生健康委員會將新冠肺炎納入乙類傳染病后,國家衛(wèi)健委高級別專家組組長鐘南山院士稱,2019冠狀病毒傳染性沒有SARS那么強,不會重復SARS疫情。1月28日,鐘南山接受新華社專訪時仍認為,疫情應該在1周或10天左右達到高峰,10天至14天的潛伏期就過去了,不會因春運全國性爆發(fā)。
連日來,人們談論最多的話題就是病毒,那么,病毒究竟是如何侵入人體細胞復制繁殖并讓人發(fā)病的呢? 1.2019冠狀病毒是全球頭號公敵:沒疫苗也沒有有效治療方法 關于2019年年底暴發(fā)的冠狀病毒命名問題,筆者在2月6日發(fā)表的《病毒究竟是什么東西》一文認為,“新型冠狀病毒”的叫法并不科學,因為人類在不斷發(fā)現(xiàn)新的冠狀病毒,這樣,每發(fā)現(xiàn)一種冠狀病毒就叫“新型冠狀病毒”,將來就無法區(qū)別這些病毒了。 2020年2月11日,世界衛(wèi)生組織將最近暴發(fā)的冠狀病毒正式命名為“Covid-19”,“co”是“corona”(王冠)的縮寫,“vi”是“virus”(病毒)的縮寫,“d”是“disease”(疾?。┑目s寫,“19”是“2019年”的縮寫,翻譯成漢語就是“2019年暴發(fā)的冠狀病毒疾病”,簡稱“2019冠狀病毒”。為此,本文提到這一病毒均依照世界衛(wèi)生組織的命名用“2019冠狀病毒”。 世界衛(wèi)生組織“2019冠狀病毒全球研究論壇”2月11日在瑞士日內(nèi)瓦開幕,世界衛(wèi)生組織總干事譚德塞表示,目前對2019冠狀病毒的了解仍處于非常初級的階段,既沒有疫苗,也沒有有效的治療方法。 譚德塞警告說:“2019冠狀病毒對全球構成嚴重威脅,其后果可能比任何恐怖主義行動更嚴重。如果全球不把這種病毒視為頭號公敵,我們就不會從中吸取教訓。”譚德塞敦促有關研究人員分享病毒樣本,加速針對這種病毒的疫苗和藥物研發(fā)。他提醒研究人員,當前發(fā)表期刊論文、申請專利或謀取利益都不重要,最重要的是遏制疫情,挽救生命。 2.病毒傳染路徑的源頭很難追蹤 美國微生物化學家溫德爾·梅雷迪斯·斯坦利1935年分離出煙草花葉病毒至今,對病毒的研究僅有85年的歷史,人類對病毒的認識遠遠滯后于對細菌的認識。這85年期間暴發(fā)了多次病毒傳染疫情,有的是地區(qū)性的,有的是全球性的,但每次疫情都很難追蹤病毒傳染路徑的源頭。 埃博拉病毒疫情1976年首次暴發(fā)于非洲埃博拉河流域,迄今暴發(fā)過多次,但一直沒有追蹤到這種病毒的源頭,有人認為果蝠是埃博拉病毒傳染的源頭,但這并沒有確鑿的證據(jù)。 SARS病毒疫情,很多專家認為該病毒來自果子貍,這在當時已辦成“鐵案”。病毒研究所石正麗團隊歷時15年,通過從全國28個省市采集的蝙蝠樣本研究發(fā)現(xiàn),云南一處山洞里的蝙蝠身上攜帶的一種病毒與非典病毒相似率達97%以上,認為SARS病毒源于蝙蝠,并于2017年發(fā)布了該研究成果,病毒所“中國蝙蝠攜帶重要病毒研究”還獲得了國家自然科學獎二等獎。 2019冠狀病毒疫情暴發(fā)后,專家對該病毒源頭也眾說紛紜,有的認為來自竹鼠,有的認為來自獾,有的認為來自蛇,有的認為來自穿山甲,有的認為來自蝙蝠。 對病毒疫情的源頭大都是推測,并沒有找到可靠的證據(jù)。人被一種新的病毒感染,就滿世界找動物,因為植物病毒不會感染動物,只有動物間的病毒可以互相找宿主。專家們找到哪種動物攜帶這種病毒,就推測這種動物是該病毒疫情的源頭。這種邏輯恰似找小偷,某人發(fā)現(xiàn)自己的手表丟了,就到處找戴同樣手表的人,發(fā)現(xiàn)誰戴的手表和自己丟的手表的款式相同,就認為誰偷了自己的手表。 截至2020年2月12日,世界衛(wèi)生組織對2019冠狀病毒傳染給人的路徑仍不清楚,目前只是猜測有某種中間宿主動物將病毒傳染給人,“中間宿主動物”是哪種動物并未指明。 
3.先有病毒還是先有細胞? 科學家估測地球上有數(shù)百萬種病毒,比地球上其他所有生物的總和還多,但目前被列入病毒庫的也只有大約8000種。 病毒比細菌小得多,只有幾十納米到幾百納米的樣子。人的一根頭發(fā)的橫斷面上就可以平鋪40萬個“2019冠狀病毒”。正因為病毒很小,它更容易隱藏,也更容易進入人體器官,當然,也更難預防。 關于病毒的來源眾說紛紜。有人認為病毒是細胞進化過程中分離出來的,是先有細胞后有病毒。 但這種假設也面臨極大的挑戰(zhàn)。從生物進化進程而言,病毒比細胞低級得多,甚至它還算不上是有生命的東西,因為生命的基本單元是細胞,生命自身可以繁殖;而病毒,它一沒細胞,二自身不能繁殖。由此推斷,在第一個細胞出現(xiàn)前,病毒是可自我復制的核糖核酸(RNA),并逐漸發(fā)展出感染細胞的能力,換言之,是先有病毒后有細胞。 先有病毒還是先有細胞,這恰似“先有雞還是先有蛋”的命題,也許永遠無解。最有價值的研究是,我們要弄清病毒是如何感染細胞的(包括原核生物、原生生物、真菌、植物和動物),如何避免被病毒感染,感染后如何救治。 病毒和細菌一樣,并不是所有病毒都致病,在數(shù)百萬種病毒中,能感染人類的病毒只是其中極少數(shù)。本文所講病毒,指的是可以感染人類的病毒。 
4.病毒進入人體后首先被白細胞追殺 人類進化到今天的樣子,在很大程度也是與病毒對抗的結果,人體無時無刻不在與病毒作戰(zhàn)。 每次病毒入侵,人體免疫系統(tǒng)就會記錄下入侵病毒的身份特征,把它列入“黑名單”,以后“黑名單”上的病毒再次入侵,免疫系統(tǒng)就會主動出擊,迅速將其消滅,保護人體細胞免受病毒攻擊,由此,人體的免疫系統(tǒng)越來越強大。 人體是由大約100萬億個細胞構造起來。細胞比病毒大得多,人體細胞的平均直徑大約15000納米。人體細胞種類太多了,本文只講與病毒作戰(zhàn)的白細胞。 白細胞負責在人體內(nèi)到處巡邏,被譽為“人體衛(wèi)士”。白細胞非?;钴S,也非常機警,可以從血管內(nèi)部跳出來,也可以從血管外鉆進血管,時刻保持高度戒備狀態(tài),到處尋找入侵的病毒(當然也包括病菌,本文主要討論病毒)。 發(fā)現(xiàn)病毒入侵,白細胞會伸出觸角,觸角上有嘴,把病毒吞入腹中消化掉。所以,很多病毒入侵人體,人并不發(fā)病,因為病毒被白細胞消滅了。但如果入侵的病毒數(shù)量龐大,免疫系統(tǒng)就會調(diào)動很多白細胞參加戰(zhàn)斗,當勢均力敵、戰(zhàn)斗處于膠著狀態(tài)時,身體就有了炎癥,此時到醫(yī)院驗血,白細胞值就偏高。 當然,和國家的軍隊一樣,每個人白細胞的戰(zhàn)斗力有強有弱,這樣,面對同種病毒的侵襲,有的人會病入膏肓,有的人卻安然無恙。 如果病毒沒有被白細胞全殲,這就好比是敵人突破了邊防線進入了腹地,逃過白細胞追殺的病毒會長驅(qū)直入,很快接近宿主細胞。宿主細胞就是病毒侵入、并在里面復制繁殖的細胞,行文簡潔起見,下文我們就稱之為“細胞”。 病毒攻擊的器官及細胞,根據(jù)病毒種類不同而不盡相同,有的攻擊肺臟的細胞,有的攻擊肝臟的細胞,有的攻擊腎臟的細胞,有的攻擊脾臟的細胞,有的攻擊心臟的細胞,有的攻擊胃的細胞,有的攻擊大腦細胞,有的攻擊神經(jīng)細胞,有的攻擊淋巴細胞,而埃博拉病毒幾乎攻擊人的全身器官細胞。 
5.病毒要進入細胞必須突破細胞膜防線 細胞也不會束手就擒,它也有自己的防御體系,有外圍邊防,也有內(nèi)部安防。 細胞的外圍防線就是細胞膜。細胞膜會對來訪者進行辨別,只有確認來訪者沒有危險才會讓其進入細胞內(nèi)部。像水、氧氣等小分子很容易通過細胞膜,像糖等較大的分子和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物,它們要有通行證,對細胞膜出示通行證才可順利進入。 病毒是入侵之敵,當然沒有通行證。不過,病毒很狡猾,它偷偷仿制通行證,這就要求細胞膜認真查驗。細胞膜查驗身份證的能力和人的免疫功能有關,如果免疫功能強大,發(fā)現(xiàn)病毒持有假冒通行證,就會發(fā)信號讓白細胞趕來吃掉病毒;如果免疫功能弱小,細胞膜就識別不出病毒的假冒通行證,這樣,病毒就混進了細胞。 病毒進入細胞只是“萬里長征走完第一步”,它必須突破細胞內(nèi)部的各種防御系統(tǒng)才能抵達細胞核,攻入細胞核才是病毒的目的。 
6.病毒欺騙動力蛋白把自己送到細胞核 如果把細胞看作一個王國的話,那么,細胞核就是王宮。王宮由作戰(zhàn)力超強的禁衛(wèi)軍守護,王宮外到處是陷阱,敵人要想攻入損兵折將是避免不了的。 細胞內(nèi)部有溶酶體,它就像陷阱一樣,把進入細胞的病毒捕獲消化掉;那些僥幸逃脫的病毒則繼續(xù)向細胞核沖鋒。 讓病毒萬萬想不到的是,此時根本找不到通向王宮的路,因為只有細胞內(nèi)的動力蛋白才能通過特殊通道接近細胞核。動力蛋白移動步速非???,大約每分鐘移動3000步。動力蛋白就是運輸兵和傳令兵,把營養(yǎng)物質(zhì)運進細胞核,并把在細胞核里坐鎮(zhèn)指揮的脫氧核糖核酸(DNA)發(fā)布的指令傳出去,指揮整個細胞的運轉(zhuǎn)。從這點看,DNA很像王宮里的國王。 和進入細胞膜時一樣,病毒利用欺騙手段,讓動力蛋白誤認為病毒是細胞核需要的營養(yǎng)物質(zhì),扛起病毒就往細胞核運送。 不過,病毒此時也不要高興得太早,通向細胞核的路上仍危機四伏。在通向細胞核的路上有一種特殊蛋白,這些特殊蛋白就像王宮的禁衛(wèi)軍一樣,嚴格檢查被運往細胞核的貨物?!敖l(wèi)軍”發(fā)現(xiàn)動力蛋白運送的是病毒后,迅速給病毒做上記號,通知溶酶體前來把病毒吃掉,至此,病毒的計劃徹底失敗。雖然人體內(nèi)進行了一場激烈的戰(zhàn)斗,但人卻絲毫沒有察覺。 但是,如果“禁衛(wèi)軍”疏忽沒有發(fā)現(xiàn)病毒,病毒就會輕而易舉地拿下細胞核。 7.病毒在核孔外“金蟬脫殼”鉆進細胞核 細胞核也有一層保護膜,保護膜上有核孔,核孔周圍是蛋白觸手,負責把DNA需要的物質(zhì)拉進細胞核,并把DNA的指令傳布出去。 動力蛋白把病毒運到核孔交給蛋白觸手,由蛋白觸手把病毒從核孔送入細胞核。但核孔非常小,蛋白觸手無法把病毒送入細胞核,動力蛋白并沒有耐心等待,扛著病毒轉(zhuǎn)身就走,而蛋白觸手誤認為動力蛋白送來的是DNA急需物資,拉著病毒不放。于是,動力蛋白與蛋白觸手互相撕扯病毒,前者急著帶走,而后者拼命留下,就這樣,把病毒的蛋白質(zhì)外殼撕碎了。這正中病毒下懷,外殼破碎,病毒瘦身,被蛋白觸手送入細胞核。 也正因為外殼破碎,病毒DNA或RNA才“金蟬脫殼”釋放出來,實施摧毀細胞的罪惡行動。 
8.病毒讓整個細胞為自己繁殖服務 細胞DNA發(fā)現(xiàn)病毒闖進細胞核,知道自己的細胞王國已經(jīng)陷落,便發(fā)出一條由它自己做主的最后一條指令,讓動力蛋白傳遞到細胞外,呼叫白細胞速來消滅這個被病毒攻陷的細胞,同時讓友鄰細胞做好抵御病毒入侵的準備。 白細胞里有一個軍種叫“巨噬細胞”,它負責把被病毒攻陷的細胞連同病毒一起吃掉。此時人體免疫系統(tǒng)的戰(zhàn)術是“寧可錯殺一千,不可放過一個”,保險起見,巨噬細胞在吃掉被病毒攻陷細胞的同時,也會吃掉周圍的一些健康細胞。這是人體免疫系統(tǒng)與病毒的決戰(zhàn),人的血液流速增加,以便將更多的巨噬細胞投入戰(zhàn)場。巨噬細胞徹底消滅了病毒,患者自愈。 如果巨噬細胞沒有收到細胞DNA的指令,此時病毒已劫持了細胞DNA,細胞DNA按病毒要求發(fā)布指令,讓整個細胞為病毒復制繁殖服務。 當病毒繁殖多到細胞容納不下時,病毒便讓細胞DNA發(fā)出讓細胞瓦解的指令,細胞崩潰,病毒大軍潮水般涌了出來,去攻陷一個又一個細胞,人便發(fā)病了。 |