在這場新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)危機中,為數(shù)不多的幸事便是單個冠狀病毒很容易被摧毀。每個病毒顆粒都由一小段基因構(gòu)成,外面包裹著脂質(zhì)分子并形成球體。由于脂質(zhì)外殼很容易被肥皂摧毀,因此持續(xù)20秒徹底地洗手就能夠把病毒殺死。脂質(zhì)外殼容易受到外界因素的影響。最近的一項研究表明,新型冠狀病毒在硬紙板上最多只能存活1天,在鋼鐵和塑料上只能存活2~3天。離開了人體,這些病毒無法長期存活。
但是關(guān)于冠狀病毒的很多信息還不清楚。賓夕法尼亞大學(xué)的蘇珊·韋斯(Susan Weiss)研究它們已有40年光景。她表示,最初,只有幾十位科學(xué)家和她有同樣的興趣。2002年嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS,由SARS- CoV感染引起)暴發(fā)后,科學(xué)家的數(shù)量也只略有增加。她說:“人們認(rèn)為我們的研究對人類健康沒有太大的意義。但是隨著SARS-CoV-2的出現(xiàn),沒有人再這樣想。”
需要明確的是,SARS-CoV-2不是流感病毒。它引起的疾病癥狀與流感不同,更容易傳播并導(dǎo)致死亡,屬于一個完全不同的病毒家族。其所在的冠狀病毒家族,還包括其他6個能夠感染人類的成員,其中的4個——HCoV-OC43、HCoVHKU1、HCoV-NL63和HCoV-229E,已經(jīng)困擾了人類一個多世紀(jì),盡管并不嚴(yán)重,卻導(dǎo)致了1/3的普通感冒。另外2個——中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS- CoV)和SARS- CoV均造成嚴(yán)重得多的疾病。
為什么冠狀病毒家族的第七個成員會流行起來?
這種病毒的結(jié)構(gòu)為它的肆虐提供了一些線索。從形狀來看,它基本上是一個帶刺(棘突)的球。這些棘突識別并黏附在一種細(xì)胞表面受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2),而人體細(xì)胞表面就有這樣的受體,這也是感染的第一步。哥倫比亞大學(xué)的安杰拉·拉斯穆森(Angela Rasmussen)說:“SARS-CoV-2棘突的存在使得其能更牢固地黏附在ACE2上,這對人與人之間的傳播也至關(guān)重要?!币话銇碚f,黏附越牢,結(jié)合越緊密,開始感染所需的病毒就越少。
還有一個重要的特征:該病毒的棘突里有兩個相連的部分,當(dāng)這兩個部分分開時,棘突就會激活,此時病毒才能進(jìn)入宿主細(xì)胞。在MERS- CoV和SARS- CoV中,這種分離很難發(fā)生。但是在SARS-CoV-2中,連接兩部分的鏈很容易被一種叫作弗林蛋白酶(Furin)的酶切斷,這種酶是由人類細(xì)胞制造的——而且存在于很多組織中。斯克利普斯研究轉(zhuǎn)化研究所的克里斯蒂安·安德森(Kristian Andersen)說:“在這種病毒中看到的這些不尋常的東西可能很重要?!?/p>
大多數(shù)呼吸道病毒傾向于感染上呼吸道或下呼吸道。一般來說,上呼吸道感染較易傳播,但往往較溫和,而下呼吸道感染較難傳播,但較嚴(yán)重。SARS-CoV-2似乎同時感染了上呼吸道和下呼吸道,或許是因為它可以利用無處不在的弗林蛋白酶。這種雙重感染也可以令人信服地解釋,為什么病毒可以在癥狀出現(xiàn)之前就在人群中傳播——而這一特性使它很難得到控制。不過,所有這些都還停留在假設(shè)階段,它的大部分生物學(xué)特性仍然是個謎。
盡管這種新病毒起源于動物,但它非常容易感染人類。已經(jīng)有研究揭示SARS-CoV-2起源于蝙蝠,然后直接或通過其他物種傳染給人類。(目前雖在野生穿山甲身上發(fā)現(xiàn)了另一種冠狀病毒類似于SARS-CoV-2,但這兩種病毒在其他方面都不同,所以穿山甲不太可能是新病毒的原始宿主。)當(dāng)?shù)湫偷墓跔畈《镜谝淮螌崿F(xiàn)飛躍時(由動物傳染給人類),它需要突變才能很好地識別ACE2。但是SARS-CoV-2可以在第一天開始就做到這一點。馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的馬修·弗里曼(Matthew Frieman)說:“它已經(jīng)找到了成為人類病毒的最佳途徑?!?/p>
這種不可思議的契合無疑會鼓勵陰謀論者:一種隨機的蝙蝠病毒恰好具有恰當(dāng)?shù)奶匦越M合,從一開始就有效地感染人類細(xì)胞,然后傳播到一個個毫無戒心的人身上,這種概率有多大?安德森說:“概率非常低,但有數(shù)百萬或數(shù)十億種的病毒。這些病毒如此普遍,以至于一些理論小概率事件還是會發(fā)生?!?/p>
自新冠肺炎大流行以來,新冠病毒的變異方式與所有其他病毒無異。但是在已經(jīng)記錄在案的100多個突變中,沒有一個上升到主導(dǎo)地位,這表明沒有一個變異是特別重要的。北卡羅來納大學(xué)的麗莎·戈蘭林斯基(Lisa Gralinski)說:“從我們已經(jīng)看到的傳播狀況可知,這種病毒相對穩(wěn)定。這也是有原因的——病毒沒有進(jìn)化壓力就可以很好地傳播。它目前在全世界范圍的傳播能力都很強?!?/p>
有一個可能的例外。從新加坡新冠肺炎患者中分離到的少量SARS-CoV-2缺失了一段基因——這段基因在MERS-CoV和SARS-CoV流行后期也消失了。這一變化被認(rèn)為是降低了原病毒的毒性,但現(xiàn)在還不能確定是否適用于新冠病毒。事實上,為什么有些冠狀病毒是致命的而有些不是,原因尚不清楚。弗里曼說:“為什么SARS- CoV或SARS-CoV-2會如此嚴(yán)重,但HCoV-OC43只會讓你流鼻涕,目前為止我們真的是一點也不了解?!?/p>
然而,研究人員可以初步解釋一下這種新冠病毒對感染者的影響。一旦進(jìn)入體內(nèi),它可能會攻擊我們呼吸道上攜帶ACE2的細(xì)胞。死亡的細(xì)胞脫落,將病毒進(jìn)一步帶入體內(nèi),向下到達(dá)肺部。隨著感染的深入,肺部會被液體堵塞,呼吸變得更加困難。(該病毒也可能會感染其他器官中攜帶ACE2的細(xì)胞。)
免疫系統(tǒng)會攻擊病毒,這就是引起炎癥和發(fā)燒的原因。但在極端情況下,免疫系統(tǒng)會崩潰,造成比實際病毒更大的損害。例如,血管可能會“打開”,讓防御細(xì)胞到達(dá)感染部位。這本是好事,但是如果血管逐漸出現(xiàn)太多的滲漏,肺部就會充滿過多液體。這些破壞性的過度反應(yīng)被稱為細(xì)胞因子風(fēng)暴??v觀歷史,在1918年大流感、H5N1禽流感暴發(fā)和SARS流行期間,細(xì)胞因子風(fēng)暴正是造成很多人死亡的原因,它也可能是新冠肺炎最嚴(yán)重病例的幕后黑手。耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的巖崎明子(Akiko Iwasaki)說:“這些病毒需要時間來適應(yīng)人類宿主。當(dāng)它們第一次試探人體時,免疫系統(tǒng)不知道自己該做什么,往往會引起這些反應(yīng)。”
在細(xì)胞因子風(fēng)暴中,免疫系統(tǒng)不僅會變得狂躁不安,而且還會失去控制,在沒有擊中正確目標(biāo)的情況下隨意攻擊。當(dāng)這種情況發(fā)生時,人們變得更容易感染傳染性細(xì)菌。細(xì)胞因子風(fēng)暴還會影響肺部以外的其他器官,尤其是那些已經(jīng)患有慢性疾病的人。這也許可以解釋為什么一些新冠肺炎患者最終會出現(xiàn)心臟問題和繼發(fā)性感染等并發(fā)癥。
但是為什么有些新冠肺炎患者會病得非常嚴(yán)重,而另一些患者卻能逃過一劫,癥狀輕微或根本無癥狀呢?年齡是一個因素。老年人面臨更嚴(yán)重感染的風(fēng)險,可能是因為他們的免疫系統(tǒng)無法形成有效的初始防御,而兒童受到嚴(yán)重感染的風(fēng)險較小,因為他們的免疫系統(tǒng)不太可能發(fā)展成細(xì)胞因子風(fēng)暴。但是,其他因素:個人的基因、免疫系統(tǒng)的變化無常、接觸病毒的數(shù)量以及體內(nèi)的其他微生物,也可能起作用。巖崎明子說:“即使在同一年齡段有些人也只是有輕微的癥狀,這是一個謎。”
冠狀病毒,很像流感病毒,往往盛行于冬季。在寒冷和干燥的空氣中,覆蓋在我們肺部和呼吸道變得更薄的液體表層,而棲息在這些液體表層中的毛狀物會驅(qū)逐病毒和其他外來顆粒。但寒冷干燥的空氣似乎也會減弱免疫系統(tǒng)對被困病毒的某些反應(yīng)。在炎熱潮濕的夏季,這兩種趨勢都會發(fā)生逆轉(zhuǎn),呼吸道病毒很難立足。
不幸的是,季節(jié)可能對新冠肺炎大流行沒有實質(zhì)影響。目前,這種病毒正在全世界肆虐,其易感性很可能不受任何季節(jié)變化的影響。畢竟,這種病毒在新加坡(位于熱帶)和澳大利亞(仍處于夏季)等國家傳播得依然很快。最近的一項建模研究得出結(jié)論:“SARS-CoV-2可以在一年中的任何時候增殖。”戈蘭林斯基說:“我對氣候是否會像人們希望的那樣起作用沒有多少信心,高溫可能會使疫情有所緩解,但病毒在人與人之間傳播如此容易,恐怕疫情消失還需要更關(guān)鍵因素。除非人們保持社交距離來減緩病毒的傳播,否則單單依靠夏天是救不了我們的?!?/p>
弗里曼說:“可怕的是,我們甚至不知道每年有多少人感染了普通的冠狀病毒,我們沒有任何像流感那樣的冠狀病毒監(jiān)控網(wǎng)絡(luò);我們不知道它們?yōu)槭裁丛谙奶煜В膊恢浪鼈內(nèi)チ四睦?;我們不知道這些病毒是如何逐年變異的。到目前為止,研究進(jìn)展緩慢。如果我們不能從這次大流行中吸取教訓(xùn),認(rèn)識到我們需要更多地了解這些病毒,那么恐怕有朝一日悲劇還會再次上演?!?/p>
資料來源 The Atlantic