海生
covid-19病毒是人類最新的敵人。有人說,這種病毒“智商很高”。你瞧,它的致死率不高,但傳播力極強,甚至可以在不引起癥狀的情況下傳播。所以,不論為了治療還是研制疫苗,我們都需要去了解它是如何工作的。
從病毒學(xué)的角度看,病毒的傳播是一個環(huán)環(huán)相扣的過程,只要一個環(huán)節(jié)阻斷,就傳播不下去。那么,covid-19病毒的傳播有哪些環(huán)節(jié)呢?我們又可以在哪些環(huán)節(jié)“做手腳”,去阻斷它呢?
與所有病毒一樣,covid-19病毒不能獨立生存,必須感染活細胞才能繁殖。病毒一旦鉆入活細胞,就會將其“征用”來制造新病毒。新病毒隨后從細胞中排出,去感染更多的細胞。
covid-19病毒隸屬于冠狀病毒家族。它由一條攜帶著病毒基因的RNA和一個蛋白質(zhì)外殼組成。外殼又被一層膜保護著。膜上有一些蛋白質(zhì)“尖刺”,外形就像一只刺猬。
世界各國的科學(xué)家在爭分奪秒地研究新冠病毒
別小看這些尖刺蛋白,其實它們非常關(guān)鍵。因為它們是病毒的“錨”,通過它們?nèi)ァ板^定”在目標細胞上。
目前,科學(xué)家利用電子顯微鏡已經(jīng)分析出covid-19病毒上尖刺蛋白的原子結(jié)構(gòu)。有了這些信息,研究人員正在設(shè)計可破壞尖刺蛋白的藥物,沒有了“錨”,它就沒法附著在人類細胞上了。
前面提到,covid-19病毒像海盜一樣,要想進攻人類細胞上,需要先“拋錨”,而“拋錨”地點也不是隨便選的,必須是被感染細胞上外露的某些蛋白。這樣,我們又有了阻斷它傳播的另一種辦法:破壞它的“拋錨點”。就像我們知道了某個港口是海盜的登陸點,那就把那個港口搗毀。
要做到這一點,我們首先要知道covid-19病毒的“拋錨點”在哪里。目前科學(xué)家已經(jīng)知道,它們選擇的“拋錨點”是人類細胞上的三種蛋白,這些蛋白都存在于細胞膜上,其中一種蛋白廣泛存在于肺細胞、消化道細胞上。這可以解釋為什么病毒最容易感染這些地方。
如果我們用藥物摧毀這些蛋白質(zhì),病毒就無法進入我們的細胞——不過,畢竟這些蛋白是我們自己的,一旦被摧毀,可能會導(dǎo)致副作用。
病毒進入細胞的過程也會被細胞中的一種LY6E蛋白阻斷。這其實就是人體的一種免疫反應(yīng)(免疫反應(yīng)有很多種)。研究表明, LY6E蛋白能阻止許多種冠狀病毒的(包括covid-19病毒)入侵。如果我們弄清楚這種蛋白質(zhì)是如何起作用的,就可能用藥物來模擬它。而且其優(yōu)勢還在于能對抗多種冠狀病毒,這對于預(yù)防未來的疫情非常重要。
阻止病毒進入細胞是一回事,但如果細胞已被感染,那就無濟于事了。病毒進入細胞后,所做的事情無非就是復(fù)制。我們只要干擾其復(fù)制,就能阻斷它。
前面說過,covid-19病毒是由一條RNA和一個蛋白質(zhì)外殼組成的。所以,病毒的復(fù)制又有兩步,一是蛋白質(zhì)外殼的復(fù)制,一是RNA的復(fù)制。
首先需要復(fù)制蛋白質(zhì)。當病毒的RNA進入受感染的細胞,受感染的細胞就讀取病毒的RNA,為其制造病毒蛋白。但這些病毒蛋白是跟細胞自身DNA制造的蛋白是串在一起的,需要剪切出來,才能作為獨立的病毒蛋白?!凹舻丁笔且环N蛋白酶。如果把“剪刀”破壞,病毒就無法獨立也無法復(fù)制。科學(xué)家目前已經(jīng)找到一種破壞其“剪刀”的藥物。試驗表明,藥物對單個細胞內(nèi)的病毒是有效的,但在組織或器官的規(guī)模上是否有效,還需要進行更多的測試。
另一個選擇是阻止病毒復(fù)制其RNA。大多數(shù)RNA病毒在復(fù)制基因時不會去檢查錯誤,因此我們可以通過一些藥物誘導(dǎo)它復(fù)制出錯。一種最初用于治療埃博拉病毒的藥物,似乎能起到這種作用。不過,這方面還有待更深入的研究。
從長遠來看,我們需要知道為什么這種病毒如此善于傳播,因為正是無癥狀者的傳播,才導(dǎo)致了這次疫情的嚴重性。
新型冠狀病毒肺炎最常見的癥狀是發(fā)燒和咳嗽,這些癥狀實際上是由我們的免疫系統(tǒng)抵抗引起的。covid-19病毒能在我們體內(nèi)繁殖數(shù)天而不會觸發(fā)免疫反應(yīng),讓無癥狀者有機會把病毒傳播給更多的人。這是它最厲害也是最可怕的一點。
covid-19病毒攜帶的一個基因延遲了我們的免疫反應(yīng)。當一個細胞被感染時,我們的免疫系統(tǒng)就會被觸發(fā),拉響警報。但這個基因編碼的蛋白卻干擾了我們的免疫系統(tǒng)。目前,科學(xué)家對這個基因和它編碼的蛋白已經(jīng)有所了解,可以幫助我們研制抗病毒藥物。
在人類歷史上新的疾病此起彼伏,不斷出現(xiàn)。在過去的20年里,我們看到了兩種主要的冠狀病毒爆發(fā):SARS和MERS(中東呼吸綜合征冠狀病毒)。所以我們不應(yīng)該對covid-19病毒的到來感到意外。
不過,社交媒體上卻有謠傳。有人說,病毒是從實驗室泄漏出來的,有人說病毒是人為設(shè)計的生化武器。
當然,即使是最安全的實驗室有時也會發(fā)生事故,人為設(shè)計的流行病也被認為是對人類的一種可能威脅,但是目前沒有證據(jù)表明兩者發(fā)生過。
在野生蝙蝠身上發(fā)現(xiàn)了許多類似的病毒,其中包括covid-19病毒的近親——SARS和MERS病毒。covid-19病毒的基因組已被測序。如果它是人類設(shè)計的,譬如說它的基因被人為篡改了,插入了別的基因序列,那我們應(yīng)該能發(fā)現(xiàn)插入基因的痕跡。但我們現(xiàn)在知道,當前在人類中傳播的covid-19病毒與蝙蝠攜帶的該病毒“版本”,差異很小,而且差異之處的分布相當隨機。我們完全有理由相信,covid-19病毒是從蝙蝠攜帶的“原版”病毒進化來的,而不是人為設(shè)計的。