为什么冠状病毒在感染路上比非典走得更远,更加“成功”

  在这场危机中,从本质上讲,单个冠状病毒很容易被破坏。每个病毒颗粒都有一小组基因组成,这些基因被脂肪脂质分子包围,而且由于脂质壳很容易被肥皂撕开,因此20秒的彻底洗手可能会减少一个基因。脂质壳也易受这些元素的影响。最近的一项研究表明,新的冠状病毒SARS-CoV-2在硬纸板上的存活时间不超过一天,在钢和塑料上的存活时间约为两到三天。这些病毒不会在世界上自由存在。他们需要身体。

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  但是关于冠状病毒的许多知识仍不清楚。宾夕法尼亚大学的苏珊·魏斯(SusanWeiss)研究它们已有40年了。她说,在早期,只有几十位科学家表达了她的兴趣,而这些数字在2002年SARS流行之后才略有增加。“直到那时,人们才将我们视为对人类健康并不重要的落后领域。”她说。但是,随着SARS-CoV-2(COVID-19疾病的起因)的出现,没有人可能会再次重复该错误。

  需要明确的是,SARS-CoV-2不是流感。它会导致与疾病不同的症状,传播和杀敌更容易,且属于完全不同的病毒家族。这个家族,冠状病毒,仅包括其他六个感染人类的成员。他们中的四个人(OC43,HKU1,NL63和229E)在一个多世纪以来一直使人类轻度烦恼,造成了三分之一的普通感冒。另外两个-MERS和SARS(或某些病毒学家已开始将其称为“SARS-经典”)-均导致更为严重的疾病。为什么这第七种冠状病毒成为大流行病?突然,我们都知道冠状成为国际社会关注的问题。

  该病毒的结构提供了有关其成功的一些线索。在形状上,它本质上是一个尖刺的球。这些尖峰识别并粘附在称为ACE2的蛋白质上,该蛋白质在我们的细胞表面被发现:这是感染的第一步。哥伦比亚大学的安吉拉·拉斯穆森说,SARS-CoV-2尖峰的精确轮廓使其比SARS-classic更能牢固地粘在ACE2上,“这很可能对人与人之间的传播至关重要。”一般而言,键越紧密,开始感染所需的病毒就越少。

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  还有另一个重要功能。冠状病毒的尖峰由两个相连的两半组成,当两半分开时,该尖峰会激活。只有这样,病毒才能进入宿主细胞。在非典经典中,这种分离有些困难。但是在SARS-CoV-2中,连接两半的桥很容易被称为弗林蛋白酶的酶切割,弗林蛋白酶是由人类细胞制造的,而且很重要的是在许多组织中都发现了。斯克里普斯研究转化研究所的克里斯蒂安·安德森(KristianAndersen)表示:“这对于我们在这种病毒中看到的某些真正异常的现象可能很重要。

  例如,大多数呼吸道病毒倾向于感染上呼吸道或下呼吸道。通常,上呼吸道感染更容易传播,但趋于温和,而下呼吸道感染更难传播,但更为严重。SARS-CoV-2似乎同时感染了上呼吸道和下呼吸道,可能是因为它可以利用普遍存在的弗林蛋白酶。这种双重打击也可以想象得到,解释了为什么病毒会在症状出现之前在人与人之间传播,这一特征使它难以控制。也许它在仍局限于上呼吸道的情况下传播,然后才变得更深并引起严重的症状。所有这些都是合理的,但完全是假设的。该病毒仅在一月份被发现,其大部分生物学仍是一个谜。

  尽管它是动物起源的,但这种新病毒似乎肯定可以有效地感染人类。SARS-CoV-2的近亲是在蝙蝠中发现的,这表明它起源于蝙蝠,然后直接或通过其他物种跳入人类。(在野生穿山甲中发现的另一种冠状病毒也与SARS-CoV-2类似,但仅在识别ACE2的峰的一小部分;否则这两种病毒是不相似的,穿山甲不太可能是新病毒的原始库。)当SARS-classic首次实现这一飞跃时,需要短暂的突变才能使其良好地识别ACE2。但是SARS-CoV-2可以从第一天开始做到这一点。MatthewFrieman说:“它已经找到了成为[人类]病毒的最佳方法。”马里兰大学医学院。

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  这种不可思议的契合无疑将鼓励阴谋论者:随机蝙蝠病毒具有正确组合的特征,以有效地从一开始就有效感染人体细胞,然后跳入一个毫无戒心的人的可能性是多少?“非常低,”安德森说,“但是那里有数以百万计的病毒。这些病毒非常流行,以至于有时确实不太可能发生的事情。”

  自大流行开始以来,该病毒没有以任何明显重要的方式改变。它正在改变所有病毒的方式。但是,在已记录的100多种突变中,没有一个上升到主导地位,这表明没有一个特别重要。北卡罗来纳大学的莉萨·格拉林斯基说:“鉴于我们已经看到了多少传播途径,该病毒已经非常稳定。”“这是有道理的,因为病毒没有进化的压力就可以更好地传播。目前,它在全球范围内的传播非常出色。”

  有一个可能的例外。从新加坡的COVID-19患者中分离出的一些SARS-CoV-2病毒缺少一段基因,这些基因在其流行后期也从SARS-classic中消失了。人们认为此更改可以降低原始病毒的毒性,但是要知道是否同样适用于新病毒还为时过早。的确,不清楚为什么某些冠状病毒是致命的而有些还不清楚。弗里曼说:“对于SARS或SARS-CoV-2为何如此糟糕,但OC43只会让您流鼻涕,实际上完全不了解。”

  然而,研究人员可以对新的冠状病毒对其感染者的作用提供初步说明。一旦进入人体,它很可能会攻击我们气道内的带有ACE2的细胞。垂死的细胞会腐烂掉,使呼吸道充满垃圾,并将病毒更深地带入体内,向下进入肺部。随着感染的进行,肺部会死细胞和积液阻塞,使呼吸更加困难。(该病毒也可能会感染其他器官(包括肠和血管)中带有ACE2的细胞。)

  免疫系统反击并攻击病毒;这是导致发炎和发烧的原因。但是在极端情况下,免疫系统会发疯,造成比实际病毒更大的损害。例如,血管可能会开放以允许防御细胞到达感染部位。很棒,但是如果血管变得太渗漏,肺部就会充满更多的液体。这些破坏性的过度反应称为细胞因子风暴。从历史上看,他们是1918年流感大流行,H5N1禽流感暴发和2003年SARS暴发期间许多人死亡的原因。他们可能落后于最严重的COVID-19病例。岩崎彰子说:“这些病毒需要时间来适应人类宿主。”耶鲁大学医学院。“当他们第一次尝试我们时,他们不知道自己在做什么,他们往往会引起这些回应。”

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​  在细胞因子风暴期间,免疫系统不仅会发疯,而且通常也会失去作用,随意攻击而不会击中正确的目标。发生这种情况时,人们会更容易感染传染性细菌。暴风雨还会影响除肺外的其他器官,特别是如果人们已经患有慢性疾病。这可能解释了为什么某些COVID-19患者最终会出现诸如心脏问题和继发感染之类的并发症。

  但是,为什么有些COVID-19的人得病了,而另一些人却出现了轻度或不存在的症状而逃脱了?年龄是一个因素。老年人面临更严重的感染风险,这可能是因为他们的免疫系统无法建立有效的初始防御能力,而儿童则受到的影响较小,因为他们的免疫系统不太可能发展为细胞因子风暴。但是其他因素也可能起作用,例如人的基因,免疫系统的变异,暴露于病毒的量,人体中的其他微生物。岩崎说:“总的来说,“为什么有些人即使在同一年龄段内也患有轻度疾病,这是一个谜”。

  冠状病毒很像流行性感冒,往往是冬季病毒。在寒冷干燥的空气中,覆盖我们的肺部和呼吸道的液体稀薄层变得更稀薄,残留在这些层中的跳动的头发很难清除病毒和其他异物。干燥的空气似乎也减弱了对那些被困病毒的免疫反应的某些方面。在夏季的高温和潮湿环境中,两种趋势都将逆转,呼吸道病毒难以立足。

  不幸的是,这对于COVID-19大流行可能并不重要。目前,该病毒正在渗透免疫天真的人们的世界,这种脆弱性很可能淹没任何季节性变化。毕竟,新病毒正在新加坡(位于热带地区)和澳大利亚(仍处于夏季)等国家容易传播。以及最近的一项建模研究结论是“SARS-CoV-2可以在每年的任何时候扩散。”“我对天气将产生人们希望的效果没有太大的信心,”格拉林斯基说。“这可能会使事情有些崩溃,但是人与人之间的交流如此之多,以至于花费的时间可能更多。”除非人们能够坚持远离身体的建议来减缓病毒的传播,否则仅夏天就无法挽救我们。

  弗里曼说:“最可怕的是,我们甚至不知道每年有多少人会感染正常的冠状病毒。”“我们没有像[流感一样]的冠状病毒监测网络。我们不知道他们为什么在冬天消失,或者他们去哪里。我们不知道这些病毒是如何逐年变异的。”到目前为止,研究一直很缓慢。具有讽刺意味的是,由于冠状病毒大流行,推迟了为期三年的会议,世界冠状病毒专家将于5月在荷兰的一个小村庄举行会议。

  弗里曼说:“如果我们不从这种大流行中学到,我们需要更多地了解这些病毒,那么我们对此非常非常不好。”


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