新冠病毒是怎樣攻擊人體的?為早點弄清新冠的真面目,臨床醫生和研究人員正努力瞭解其對人體的損傷及其背後機制。
近日,國際頂級期刊《科學》發表文章稱,新冠病毒在人體各處“橫行”,大腦、肺部、心血管、腎臟和腸等器官內,都能發現它的蹤跡。
圖片來源:《科學》雜誌
《生命時報》(微信內搜索“LT0385”即可關注)結合該研究並邀請權威專家,帶你看看新冠病毒是如何在人體“興風作浪”,甚至造成各個器官“斷壁殘垣”的。
受訪專家
安徽醫科大學第一附屬醫院老年呼吸與危重症科主任 範曉雲
大連醫科大學附屬第二醫院感染科主任 李榮寬
入侵——鼻腔、咽喉
當新冠病毒感染者排出載有病毒的飛沫,其他人將其吸入時,新冠病毒就會進入鼻腔和咽喉。
4月24日,英國維康桑格研究所Waradon Sungnak領導的團隊,在著名期刊《自然·醫學》上發表的研究顯示,鼻子或是新冠病毒感染的第一站和毒庫。
《自然·醫學》論文截圖
需要注意的是,血管緊張素轉換酶2(ACE2)是新冠病毒“入侵”細胞的重要受體。新冠病毒一旦通過ACE2進入細胞內部,就會“劫持細胞工廠”,以複製無數個自己,進而入侵更多細胞。
隨著病毒不斷繁殖,感染者可能傳播大量病毒,尤其是在被感染後的一週左右。在此期間,患者可能沒有症狀,也可能出現發熱、乾咳、咽痛、頭痛或肌痛等情況。
肺部
如果感染者的免疫系統在初期沒能抵抗過新冠病毒,那麼病毒就會沿著氣管“行進”,經過各級支氣管到達被稱為肺泡的微小氣囊中,每個氣囊都有富含ACE2的細胞排列。
正常情況下,氧氣穿過肺泡進入其周圍的毛細血管中,再被血液帶到身體其他部位。
但在免疫系統與新冠病毒交戰時,會產生大量黏液和死細胞,破壞了血氧交換。患者便會出現咳嗽、發熱、呼吸淺快等症狀。
還有一些感染者的病情會突然惡化,發展為急性呼吸窘迫綜合徵(ARDS)。他們的血氧水平急劇下降,呼吸變得困難,通過CT可發現肺部充滿白色渾濁。
大部分新冠肺炎死亡患者的屍檢表明,其肺泡充滿白細胞、黏液及被破壞的細胞碎屑。
大腦
新冠病毒感染者另一組引人注目的症狀,集中在大腦和中樞神經系統。臨床上,部分感染者會出現癲癇、大腦炎症等情況。
範曉雲表示,一些重症患者由於嚴重缺氧而陷入昏迷,因此無法明確說明哪些症狀是病毒直接侵襲大腦所引起的。
但新冠病毒感染者屍檢發現,其腦組織有水腫、充血的表現,且伴有部分神經元變性,因此新冠病毒對大腦確實會造成損傷。
一名患有COVID-19的58歲女性患了腦炎,導致大腦組織受損(箭頭)。圖片來源:《科學》雜誌
事實上,能通過血腦屏障對大腦造成損傷的病毒並不少見,比如人類皰疹病毒、脊髓灰質炎病毒等。
除了病毒攻擊外,部分新冠病毒感染者還會因中風導致大腦受損,這又和病毒影響凝血功能有關。
眼睛
《醫學病毒學雜誌》中的一項研究顯示,在一名左眼表現為結膜炎的新冠肺炎患者的眼淚和結膜分泌物樣本中,發現新冠病毒陽性,而沒有結膜炎症狀的右眼分泌物結果為陰性。
這一研究證明了結膜炎的發生可能與新冠病毒感染有關。
曾有感染過新冠病毒的患者表示,自己可能是通過結膜接觸傳染的,而後才出現發熱、鼻塞和流涕等症狀。但從整體上講,臨床上這類患者並不多見。
鼻子
論文中提到,新冠病毒會導致部分患者嗅覺喪失,科學家推測,這可能是新冠病毒攻擊鼻腔神經所引起的。
4月27日,美國疾控中心(CDC)將新冠肺炎症狀由原來的3種增至9種,新增的6種症狀中就包括了“味覺或嗅覺功能喪失”。
華中科技大學一項回顧性病例研究,觀察了214名住院患者的神經系統症狀,其中就包括嗅覺喪失、味覺減退、神經痛等外周神經系統表現。
腎臟
不少新冠病毒感染者腎臟出了問題,究其原因,除了腎臟富含ACE2易受新冠病毒攻擊外,還和炎症因子風暴有關。
炎症因子風暴對人體器官組織的影響
範曉雲表示,病毒經呼吸道進入肺部後,引起肺炎,刺激患者免疫系統釋放大量細胞因子到血液中,它們不僅會殺死病毒,還會對正常細胞造成傷害,進而導致全身器官組織細胞凋亡和壞死,最終功能衰竭,這其中就可能包括腎臟。
腎臟代謝出現問題後,導致高鉀血癥、酸中毒等,甚至是腎功能衰竭。對於這類患者,使用透析機,一方面可以保證機體酸鹼和電解質平衡,還能把過多的炎症因子從體內透析出來,以減輕對整個機體的傷害。
心血管
正常情況下,機體凝血功能和抗凝血功能保持平衡,當炎症因子風暴發生、血管內膜受到新冠病毒攻擊時,就可能發生彌散性血管內凝血,血管內形成微血栓。
糖尿病、高血壓等有基礎病的患者,其血管條件本來就差,更容易在新冠病毒攻擊時受到損傷。
此外,心肌損傷也是新冠病毒感染者的常見問題之一。
這可能是因為新冠病毒引起炎症因子風暴帶來的繼發或間接損傷,以及肺炎引起的重度缺氧所致。
肝臟
李榮寬介紹,在肝臟組織中,膽管來源的肝細胞富含ACE2,很多學者推測新冠病毒通過這條途徑攻擊肝臟。
這類細胞受損後,臨床肝功能結果本應以谷氨酰轉移酶、鹼性磷酸酶明顯升高為主,而目前臨床發現新冠病毒感染者升高得較明顯的指標是谷丙轉氨酶、穀草轉氨酶。
早在3月4日,國際醫學期刊《柳葉刀-胃腸病學和肝臟病學》就在線發表了中國科學院院士王福生團隊的評論文章《COVID-19相關的肝損傷:診治與挑戰》。論文結合大量新冠肺炎病例報告分析發現,不管是在新冠肺炎輕症還是重症患者中,都存在一定比例的肝臟功能異常情況
《柳葉刀-胃腸病學和肝臟病學》論文截圖
李榮寬推測,新冠病毒攻擊肝臟的途徑很可能有其他更重要的方式。
目前一些研究表明,新冠病毒除了直接攻擊外,對肝臟造成損傷的原因還有以下幾個方面:
炎症因子風暴對肝臟的影響; 心肺損傷導致的肝臟缺血缺氧; 臨床治療時使用的各種藥物,也會對肝臟造成一定程度甚至嚴重的傷害。腸道
多數人對新冠病毒感染後的症狀,停留在咳嗽、發熱、流涕,往往忽略了腹瀉這一消化道症狀。
之所以患者出現便秘、腹瀉、腸脹氣等消化道功能紊亂的問題,可能因為腸黏膜免疫屏障受損、腸道微生態失調。
一旦出現這些表現,提示新冠病毒對人體的攻擊已累積到胃腸道,影響了人體微生態環境,往往提示病情可能比較重了,這類患者預後情況相對較差。
此前有研究發現,新冠病毒感染者的糞便和尿液樣本中,可檢測到新冠病毒核酸,乃至完整的病毒顆粒。
範曉雲建議,防疫上,我們要注重含有病毒的糞便、尿液對環境的汙染,以及可能帶來的氣溶膠或接觸傳播。
這篇論文對如何理解新冠肺炎患者出現的症狀,尤其對早期診斷、病理及生理方面針對性治療、改善預後及康復等均有重要參考價值。
新冠病毒可能對人體造成的破壞仍然只是草圖,要想弄清楚它的範圍,以及它可能引發的一系列心血管和免疫作用,仍需花費多年時間。相信能隨著科學的發展,能探索出更有效的治療方法。
參考資料:
Meredith Wadman. et al. How does coronavirus kill? Clinicians trace a ferocious rampage through the body, from brain to toes.
延伸閱讀:
中國第四個新冠疫苗獲臨床批件,離全民接種還差幾步?
4月28日“中國第四個新冠疫苗獲臨床批件”
27日,國藥集團中國生物技術股份有限公司表示,中國生物北京生物製品研究所研發的新冠滅活疫苗獲得國家藥監局臨床試驗批件。中國生物相關負責人表示,剛剛獲得臨床批件的新冠滅活疫苗於4月28日在河南正式啟動臨床試驗。
據瞭解,這也是中國生物獲批臨床的第二個新冠滅活疫苗。4月12日,中國生物武漢生物製品研究所申報的新型冠狀病毒滅活疫苗獲臨床試驗許可,成為全球首家獲得臨床試驗批件的新冠病毒滅活疫苗。
加上此前軍事科學院軍事醫學研究院陳薇院士團隊研發的腺病毒載體重組新冠病毒疫苗、北京科興中維生物研發的新冠滅活疫苗,至此,我國已有四個新冠疫苗獲批進入臨床試驗階段。
1月19日,中國生物成立了由科技部“863”計劃疫苗項目首席科學家楊曉明掛帥的科研攻關領導小組,以戰時節奏迅速安排了10億元研發資金,佈局三個研究院所,在全病毒滅活疫苗和基因重組蛋白疫苗兩條技術路線上並跑開發新冠疫苗。國藥集團滅活疫苗由中國生物兩個科研攻關團隊同時推進。
楊曉明表示,之所以佈局多個團隊、多個技術路線並行,就是為了早點研製出能夠抗擊疫情的疫苗。單就滅活疫苗技術路線而言,這兩個團隊研發能力都非常強,都有過2003年應急研發SARS疫苗的成熟經驗,佈下雙保險就是為了確保疫苗研發和生產的萬無一失。
與此同時,中國生物第一時間成立了新冠車間建設團隊,經過夜以繼日的奮戰,已在京建設完成全球最大新冠疫苗生產車間,量產後年產能達1億劑,具備滿足大規模緊急使用和常規接種的生產條件。
疫苗有多重要?
鍾南山:抗擊新冠還得靠疫苗
疫苗對抗擊新冠病毒有多重要?西方一些國家有人提出靠“群體免疫”策略抗擊新冠病毒,鍾南山和張文宏明確指出,抗擊新冠病毒還得靠疫苗。
鍾南山:不能靠集體免疫來防控,新冠病毒目前並沒有證據證明“一次感染就終身免疫”。當前國外非常重要的任務,是要迅速防控、治療。下一步最重要是生產出有效的疫苗,需要很好的國際合作。
張文宏:近日,中國在抗新冠病毒疫苗研發方面不斷傳來好消息,我希望中國和世界各國的科學家儘早研製出安全有效的新冠疫苗,從根本上戰勝疫情。
新冠疫苗離全民接種
還差幾步?
中國工程院院士王軍志介紹,一般來說,通常的臨床試驗分為三期,就是三個階段,三個階段的目標和意義不一樣,根據研發的設計,方案不一樣,需要的時間也不一樣。
一期臨床試驗重點是觀察使用的安全性,主要是通過少數易感健康志願者作為受試者來確定人體對疫苗不同劑量的耐受和了解它初步安全性的結果,一般都是人數規模相對比較小,都是數十人或一百人左右,這是一期臨床試驗必須要做的。
二期臨床試驗是擴大樣本量和目標人群,目的是為了對疫苗在人群中初步的有效性和安全性的結果進一步進行確認,並且確定免疫程序和免疫劑量,這是在二期臨床試驗必須要做完的。一般受試者要數百人,二期臨床試驗都是好幾百人甚至更多。需要指出的是,一期、二期臨床試驗都是由健康志願者,相對比較容易募集,根據不同的免疫程序、不同的方案,大概需要幾個月的時間。
真正確定疫苗的有效性還有三期臨床試驗,三期臨床需要的樣本量更大,對於一般的傳染病,一般要觀察一個流行週期來確定它對易感人群的保護率,它的規模都是好幾千,有的甚至上萬人。一般三期臨床試驗得到最終結果才是疫苗批准上市的科學依據。在通常情況下要經過這樣三個部分。
我國的疫苗研發在國際上
處於什麼樣的水平?
王軍志說,疫苗成功研發是人類面對重大傳染病取得根本性勝利的關鍵,國內外民眾翹首以盼,中央高度重視,全國上下數千名相關領域的科學家全力以赴,推動我國疫苗研發工作取得積極進展,充分體現了我們的制度優勢。
截至目前,五大技術方向疫苗都總體進展順利,第一批確定的9項任務都已完成臨床前研究(也就是動物的有效性、安全性研究)的大部分工作,大部分研發團隊4月份都能完成臨床前研究,並逐步啟動臨床試驗,有的團隊進展更快。應該說,我國新冠疫苗研發進展目前總體上處於國際先進行列,不會慢於國外。