冠状病毒大历史:它如何敲开人类细胞大门?


article:周茉

几天前写了一篇关于病毒发展历史的文章。许多人读完之后仍然不满意,并且问了许多问题。今天,他们正在以一种不系统的方式写冠状病毒,并有权成为病毒历史的延续。

这种新病毒被命名为非典-CoV-2

我们知道导致全国范围内关闭的病毒是一种新的冠状病毒。2月11日,国际病毒分类委员会宣布新的冠状病毒被命名为“非典-CoV-2”。

与此同时,世卫组织总干事谭德赛宣布,被新冠状病毒感染的肺炎已命名为“Covid-19”(冠状病毒疾病2019)。其中,一氧化碳代表电晕,六代表病毒,四代表疾病,19是由于2019年的疾病爆发。

众所周知普通的冠状病毒危害不大。

许多人认为“冠状病毒”是一种新型病毒,但事实上,我们大多数人都被冠状病毒感染了。

冠状病毒是一种单链正链核糖核酸病毒,直径约80 ~ 120纳米,基因组长度约27 ~ 32kb。它是已知核糖核酸病毒基因组中最大的病毒。它属于自然界广泛存在的一大类病毒。

据我们所知,冠状病毒只感染脊椎动物,如人类、老鼠、猪、猫、狗、狼、鸡、牛和家禽。它于1937年首次从鸡中分离出来。由于囊上的棘突,整个病毒在视觉上被称为冠状病毒,就好像它是在电子显微镜下带有外周冠状的冠状病毒。

20世纪50年代首次发现人类感冒与冠状病毒有关。然而,直到1965年才分离出第一种感染人类的冠状病毒鼻病毒。

自从20世纪60年代首次发现能够感染人类的冠状病毒以来,已经发现了7种能够感染人类的冠状病毒,其中前4种(HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1)较为温和,大约五分之一的人类普通感冒是由这4种冠状病毒引起的。

正是因为过去能感染人类的冠状病毒比较温和,所以对这类病毒的科学研究一直相对停滞不前。

新的危害更大的冠状病毒相继出现。

在过去的几十年里,只发现了四种对人体危害很小的冠状病毒。然而,新世纪以来,对人体危害较大的新型冠状病毒相继出现,使我们措手不及。

自2002年底以来的17年中,已经有三种冠状病毒引起了严重的流行病:非典型肺炎冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)和这种新的冠状病毒(SARS-CoV-2)。

2003年,当研究人员发现在中国导致严重急性呼吸综合征(非典)的病毒是一种全新的冠状病毒时,之前的平静被彻底打破了。

科学家们认为非典的爆发应该是由一种冠状病毒引起的,这种病毒最初在动物中传播,并通过灵猫传播给人类。但是到目前为止还没有明确的答案。

非典过后,公众很快对冠状病毒失去了兴趣,但科学家们一直在努力研究它。

然而,在不到10年的时间里,也就是2012年,另一种新的冠状病毒-首次在沙特阿拉伯出现,导致中东呼吸综合征(MERS)的爆发,死亡率为34%,比10年前的非典更可怕。

科学家认为,一种新的冠状病毒MERS已经从骆驼转移到人类身上。

这再次证明了致命的冠状病毒可以从动物传染给人类。

同样,新的冠状病毒应该已经从动物传给了人类。疫情爆发后,研究人员在武汉华南海产品市场的样本中发现了大量新的冠状病毒,表明该病毒源自华南海产品市场出售的野生动物。

此外,华南农业大学公布了新冠状病毒肺炎流行情况的研究结果:穿山甲鳞片中发现的一种β冠状病毒与一种新的人类感染的冠状病毒(非典-CoV-2)有99%的相似性,表明穿山甲鳞片可能是这种新冠状病毒的潜在中间宿主。

请注意,科学家们使用了“中间宿主”这个词,不管是可能导致非典的灵猫,导致中东呼吸综合症的骆驼,还是可能导致新一轮冠状肺炎流行的穿山甲。换句话说,病毒有其他更原始的宿主。

这个宿主一致指向恐龙时代以来已经存在的只蝙蝠。

为什么蝙蝠是好主人

目前,研究人员几乎可以确定非典病毒、中东呼吸综合征病毒和这种新的冠状病毒(非典-CoV-2)起源于蝙蝠。

对非典型肺炎冠状病毒-2基因组的分析表明,病毒核糖核酸序列与蝙蝠体内存在的冠状病毒的相似度高达96%。

所以,这些冠状病毒已经在蝙蝠身上存在了几百万年了。为什么蝙蝠什么都没有,中间宿主可能什么都没有(注意,我们使用了可能性这个词,稍后会解释),而人类却没有?

一些研究人员认为蝙蝠可以与冠状病毒共存,因为它们在“战斗了数百万年”后达成了“和平协议”,所以它们不再像人类一样对冠状病毒有很强的免疫反应。

事实上,并不是所有的病毒都是致命的,或者致命并不是病毒的目的,它们的目的无非是寄生在宿主身上以不断“吃”宿主身上的蛋白。因此,宿主的死亡不利于自己的生存。

我们知道病毒通常只有几十纳米,在普通显微镜下看不到。它们只能用电子显微镜观察。即使它们可以连在一起,数以亿计的病毒也有丝般的厚度。

此外,它们的繁殖(裂变实际上是一种化学反应)也有其局限性。正如人类细胞一直在死亡-更新(新陈代谢)一样,病毒也在死亡-更新。只要死亡和更新的速度达到一定的平衡,病毒就不会对宿主造成任何伤害。

所以,通常情况下,人们会有一种以上的病毒和平共处,即使它能够繁殖并再次存活,它每天也最多会多消耗两粒大米。

但是,话说回来,一个好的身体(无数细胞和谐地工作),突然有外来的东西进来,这将打破平衡并对宿主造成一些伤害。幸运的是,宿主和病毒都会自我调整,以达到相互宽容与和谐共处的目标。

因此,蝙蝠是一个好宿主的原因是,自从恐龙时代以来,蝙蝠已经存在了很长时间。经过许多代的遗传,蝙蝠已经获得了对早期病毒的免疫力。

从进化的角度来看,许多蝙蝠在病毒变异的早期阶段死亡,有些幸存下来,赋予它们的后代免疫力。

在我们谈论中间主机之前,我们使用了“可能没有”这个词。同样的原因也是一样的。也许许多中间宿主已经被病毒杀死,但我们只是不知道。正如我们以前说过的,病毒的目的是生存,而不是和宿主一起灭亡。因此,自然界中没有死亡率为100%的病毒。随着病毒变异,存活的生物体对异性产生抵抗力,病毒和新宿主最终会达到平衡。

事实上,人类现在对许多病毒免疫,这是基因积累的结果。

好消息是,根据临床病理过程,大多数新诊断肺炎的患者在治疗和康复后会产生针对新诊断冠状病毒的特异性抗体。在目前缺乏疫苗和特定治疗药物的情况下,从回收的身体中提取的血浆制成的特殊免疫血浆产品对于治疗新的冠状病毒感染非常有效,并且可以大大降低危重患者的死亡率。

目前,已有10多名危重病人接受了康复期病人专用游离血浆治疗,效果显着。

回到蝙蝠身上。病毒不会伤害蝙蝠,但也因为蝙蝠有一个特殊的免疫系统,不像人类的免疫系统,当外来物体入侵时,它会立即发起抵抗。俗话说,杀死1000个敌人要花费800英镑。战时的情况与和平时期不同。如果免疫系统杀人,它将不可避免地占用更多的资源。另一个封闭区域和警戒线会对其他牢房产生一些不利影响。

结果可能是病毒没有造成太大伤害,但是因为人类免疫系统反应过度,人们无法首先忍受它。这不是胡说。研究证明,许多疾病的发生实际上是由于免疫炎症反应和病毒引起的破坏性物质。

例如,如果你感冒了,那不是感冒本身,而是它引起的高烧和其他问题。新冠状病毒可能引起的症状更加复杂和严重。

研究发现,一些人的免疫分子对新的冠状肺炎反应迅速,并过度攻击被病毒感染的宿主细胞,从而导致过敏,导致肺细胞被自身免疫杀死,而不是被病毒杀死,从而导致肺炎和seco等严重症状

此外,免疫系统正忙着对付新的入侵者,派遣部队,在迷迷糊糊中与新的入侵者战斗。结果,没有足够的部队来对付旧的疾病。旧疾病的病毒或细菌借此机会反击并制造波动,使人体承受它。

事实是,迄今为止,大多数死于新冠状病毒的患者都有并发症,如自身免疫性疾病或继发感染。

这也是治疗并发症患者如此重要的原因。

与人类强大的免疫反应相比,蝙蝠的免疫反应一直保持在较低水平,但却是安全的。

冠状病毒如何敲开人类细胞的大门

简而言之,当病毒找到合适的宿主时,它不会轻易改变宿主。毕竟,很难找到一个能长时间自由吃喝的主人。

但是,毕竟,病毒没有人类那样的思考能力。说白了,这是一种只要找到合适的场景就能自动发生化学裂变的物质。因此,当病毒的原始宿主接触到个新的物体时,例如只被人类捕获的果子狸,驻留在果子狸体内的冠状病毒被传播到人体内,并且当它用人的肺细胞看右眼时,碰巧发生化学反应。

我们知道如果我们只从生物学的角度来考虑,我们人类和其他生物一样,都是有机整体。各种化学反应随时随地都在我们体内发生。种细胞通过消化和吸收与外界进行物质交换。坦率地说,它和单细胞细菌没什么不同。他们都在连续进行有序的化学反应。

除了神经组织细胞,我们的人类细胞通常每120-200天更新一次。所以一些哲学家说今天的你不是昨天的你。

简而言之,从单细胞细菌到所谓的最高水平的灵长类人类,地球环境有利于有机分子通过不断重复有序的化学反应形成大分子。因此,为了探索在一个星球上生命是否可能,我们需要看看是否有大量的有机分子产生和存在。

换句话说,无机分子和有机分子没有什么不同。它们都是地球的产物。然而,有机分子最终会产生生命和智能人类。仅此而已。地球的生与死有什么区别?人活着的时候是一个活的有机体。死亡后,这种有机体只被分解并分散到其他有机体中,如细菌(火葬现在很流行,人体以另一种方式进入地球的物质循环)。

两天前,我们写了关于病毒的历史。因此,我们知道病毒可以说是地球上最早的准生物。它结构简单,只含有一种核酸(脱氧核糖核酸或核糖核酸,这种冠状病毒是核糖核酸)。它是一种介于无生命物体和有生命的有机体之间的特殊有机体。它的繁殖和分裂实际上是一个有序的化学反应,它可以在细胞中成批地自我复制。

这是一个伟大的化学反应。你可以想象,以酒精为例,如果你喝的酒精分子能在人体内自我复制,用不了多久,人们就会醉死。但幸运的是,乙醇只是一种有机化合物,不会自我复制。

我们也知道如果生物体想要自我复制,他们需要蛋白质。可以说蛋白质是所有细胞和组织的重要组成部分。准确地说,因为病毒太原始,无法通过化学反应产生蛋白质,所以每个病毒颗粒都可怜地包裹在一层蛋白质“包膜”中。

所以,出于生存本能(化学反应本能),所有的病毒基本上都在做同样的事情入侵细胞,控制细胞中的某些成分来实现它们自己的复制,然后新的病毒从细胞中逃逸并感染其他细胞。

我们最近谈到的冠状病毒是一种有包膜的单链核糖核酸病毒,包括4种结构蛋白,即核衣壳蛋白、包膜蛋白、膜蛋白和穗蛋白。核衣壳是包裹病毒遗传物质的核心结构。它被包裹在由包膜蛋白和膜蛋白组成的球体中。

穗蛋白在病毒表面形成棒状突起结构。正是这些突起结构与宿主细胞上的受体结合,从而形成了

研究发现,导致感冒的冠状病毒主要感染人体上呼吸道器官的细胞,如鼻和喉细胞。冠状病毒可能是致命的,它会感染人体的下呼吸道,如肺细胞,大量复制并引起感染,导致肺炎。

从生物化学和免疫学的角度来看,下呼吸道对这些病毒来说是一个更为不利的环境。然而,新的冠状病毒并没有打开人类上呼吸道的“钥匙”,也就是说,它不能与上呼吸道的细胞产生化学反应。然而,当它们到达下呼吸道时,它们终于找到了可以与之反应的细胞,并开始在这种新的宿主上繁殖。坦率地说,这意味着持续的化学反应。

那么,它是如何“敲开”我们肺细胞的门的?

如前所述,病毒不能入侵所有类型的细胞。只有当病毒所拥有的某种蛋白质与被入侵细胞的蛋白质产生某种化学作用后,它才能顺利进入细胞。

研究人员发现传染性非典型肺炎病毒可以结合一种血管紧张素转换酶2受体,而中东呼吸综合征病毒可以结合另一种血管紧张素转换酶4受体,这两种受体都存在于肺细胞表面和其他地方。

爱丁堡大学的病毒学家克里斯汀泰特-伯卡德说:“DPP4受体在支气管下部的细胞中非常丰富,而人的呼吸道非常善于过滤掉病原体。因此,只有当大量MERS病毒进入人体时,病毒才能到达肺部并感染人类。这也意味着人体需要长时间接触高浓度的病毒(病毒可以到达肺部),这就是为什么与骆驼密切接触的人更容易感染MERS病毒。”

对非典型肺炎冠状病毒-2的分析表明,这种新的冠状病毒,像非典型肺炎一样,通过血管紧张素转换酶2受体进入细胞。这一观察结果也与迄今为止新冠状病毒的致死率远低于MERS的事实相一致。

研究人员发现另一个奇怪的现象是,心脏细胞表面也有大量的血管紧张素转换酶2受体,但非典病毒不会感染心脏细胞。然而,心脏细胞受到严重攻击。这一次病人的心脏受到了严重的攻击。然而,到目前为止还没有发现病毒能真正感染心脏细胞。

南非西开普大学的分子生物学家伯瑞姆菲尔丁说:“这些研究清楚地表明,在病毒感染过程中应该还有其他受体或辅助受体。”

与受体结合只是病毒进入细胞的第一步。当病毒与宿主细胞结合时,它们会一起变形。此时,其他病毒蛋白可能与细胞中的其他受体结合。菲尔丁说:“为了提高进入细胞的效率,病毒可能会结合除主要受体以外的其他受体。”

科学家是什么意思?简而言之,新的冠状病毒可以进入表面带有ACE2受体的细胞,但这种病毒不能进入所有带有ACE2受体的细胞。因此,可以判断,当病毒进入含有ACE2受体的细胞时,应该有其它东西作为辅助,以便病毒进入细胞的化学反应能够发生。

让我们举一个更生动的例子。肺细胞和心脏细胞是两个大房子。有许多人住在里面。一天,病毒伪装成信使敲门。住在心脏细胞里的人都知道他们没有在网上购物,所以每个人都拒绝开门。

肺细胞里的人也从来没有在网上买过东西,但是当病毒敲门的时候,其中一个人知道他没有在网上买过东西,但是他认为其他人可能已经在网上买过了,所以他打开了门。病毒刚进来。

免疫和疫苗

我们知道,一些病毒经常会进化出相应的免疫特征,以响应人体用来消灭病毒的免疫反应。事实上,冠状病毒有这个特征。研究人员发现,冠状病毒的“助手”蛋白可以帮助病毒逃离宿主的先天免疫反应,这是机体的第一道防线。

这些特征可能是不同冠状病毒的最大区别。“尽管这些病毒关系密切,但它们有不同的辅助蛋白,”研究人员补充说,并补充说,新的冠状病毒“已经进化出关闭人类各种先天免疫反应的能力。”

那么,这是好事还是坏事?我不知道。我们只知道,一般来说,在病毒进入新的宿主后,可能会出现以下情况:

1。病毒进入新宿的宿主,被免疫组发现

2.通过进化,病毒可以很容易地从新宿主的免疫系统中逃脱出来,或者被很好地伪装起来,这样新宿主的免疫系统就不会把病毒当成外人。简而言之,新宿主没有拒绝病毒,病毒也没有伤害新宿主。结果,病毒成功地在新宿的宿主中定居。

3和2一样,成功地定居在新宿的宿主细胞中,但由于它的到来,对新宿主的一些重要细胞造成了极大的伤害,导致新宿主整体有机反应的紊乱。结果,新的宿主死了,病毒也死了。

4,就像2一样,他们成功地在新宿定居,这起初对新主人造成了一些伤害。但是随着病毒的自我进化和新宿主的整体自我调节,双方和平共处。新宿主浪费了更多的蛋白质,病毒找到了新的家园。

简而言之,虽然病毒不会思考,但是大量的病毒构成了进化算法。它们非常“聪明”,能够快速变异以适应新的宿主,能够与宿主和平相处,彼此和睦相处,甚至帮助新的宿主“进化”例如,人类至少有8%的DNA来自病毒,包括女性胎盘的免疫,它可能来自某些病毒,从而防止胎儿受到母体免疫系统的攻击。

总之,那些不利于长期存活的突变体将很快死亡,只有那些适合存活和感染的突变体会走得更远。

最后,谈谈抗病毒疫苗。关于人类通过接种疫苗对某些病毒免疫的问题,有人问,这是否只是为了让那些进化后没有造成伤害的病毒先进入人体,与我们和平共处?

这是事实,但事实并非如此。说得委婉一点,在这方面,我们人类毕竟是非常“残忍”的,为了自我保护。

我们如何制造疫苗?首先是找到病毒,让它分裂和繁殖。分裂后,病毒将向三个方向发展:1。对人体的伤害和以前一样;2、它对人体更有害;3、对人体的伤害减弱,甚至不再有伤害。

我们需要的是第三种变体,它逐渐减少对人体的伤害。在发现这种病毒后,我们不能保证不会突然变异成对人体有害的有害成分。因此,我们必须通过高科技手段将这种病毒制成“干尸标本”,然后将其分发给人类免疫系统,让他们知道这是有害元素,一旦出现就会被杀死。

疫苗就是这样制造的。但是在这个阶段,它仍然是无用的。为什么?虽然我们形象地称它为“木乃伊标本”,事实上,人只是核糖核酸,并不是说你可以轻易地控制它的活动。因此,需要反复测试,首先,看看在各种条件下活性是否被绝对控制,其次,确保它是完全不失真的,以便我们的人类免疫系统能够坚定地识别病毒。

因此,这需要在动物身上反复试验。在动物身上测试没问题后,我们必须找到自愿接受疫苗的人,在人类身上反复测试没问题后,疫苗研究才是真正成功的。

如果你这样堕落下去,你在十年或八年内都不会成功。此外,即使成功的疫苗也不是100%有效。从历史上看,有许多由疫苗接种引起的死亡和副作用的案例。一种流感的死亡率甚至发生在美国,它没有疫苗的死亡率高。

简而言之,疫苗只是人类预防传染病的一种常规行动,而不是应急使用。

紧急情况怎么样?这是为了发现病毒的缺陷,并使用药物帮助免疫系统杀死它。然而,与细菌相比,杀死病毒还是有点困难。

例如,细菌就是那些驾驶坦克并装备先进设备的家伙。当它们进入人体时,通常会在体内横冲直撞,直接“抢夺”细胞中的蛋白质。然而,因为它配备了很多设备,很容易杀死它和破坏它的设备,所以它停止了进食。

病毒是不同的。正如我们之前所说,它甚至不是一个有机体。它是覆盖着蛋白质外壳的核糖核酸或脱氧核糖核酸。即使是穷人也只有一条蛋白质内裤。所以它通常会悄悄地潜入人体细胞。当免疫系统发现时,它不知道自己复制了多少,并有力量对抗免疫系统。

因为它很穷,不能自己吃东西,所以几乎没有瑕疵。此外,它是在人类细胞中进行的。在不伤害细胞本身的情况下处理它甚至更加困难。因此,基本上很难施加外力,只有通过加强免疫系统,如注射免疫球蛋白,免疫系统才能杀死它们。

然而,我们似乎找到了一种治疗这种新型冠状肺炎的“高效药物”。也就是说,在33,354名新诊断的冠状病毒患者从疾病中康复后,我们已经提到,针对新诊断的冠状病毒的特异性抗体将在体内产生。从其中收集的血浆制成的特殊游离血浆制品可有效治疗新诊断的冠状病毒感染,并大大降低危重患者的死亡率。

这是个好消息。