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揭开新冠病毒进入人体全过程,总算明白病毒为何那么凶了

作者:北京协和医院外科住院医师 马辰浩

一个小小的病毒为何有如此大的威力,要想了解它的功能,需要先从了解它的结构开始,毕竟结构决定功能。

一、新冠病毒病毒结构

首先,我们需要知道,这个病毒的名字叫做 SARS-CoV-2。这种新型冠状病毒与 SRAS 同属于冠状病毒。

冠状病毒因为在显微镜下能观察到明显的棒状粒子凸起,形状好似中世纪欧洲帝王的皇冠而得名。

接下来,从外往内,近距离观察病毒的结构。冠状病毒的最外层有三种蛋白,分别叫做刺突糖蛋白、小包膜糖蛋白(M 蛋白)、膜糖蛋白(E-蛋白)。

其中刺突糖蛋白主要识别并结合宿主细胞表面受体,并在介导病毒包膜与细胞膜融合的过程中起到关键性作用。通俗地讲,刺突糖蛋白像一把钥匙,主要作用就是打开宿主细胞的细胞膜。

紧接着,病毒表面的包膜也叫囊膜,其主要为脂质成分,联想到人体细胞膜的脂质双分子层和化学的相似相溶原理,某种程度上这个结构使病毒更容易进入宿主细胞。

最后,进入细胞内部,有一条正向单链结构的 RNA,作为 RNA 是没有双链结构,同时没有能够匹敌 DNA 的纠错能力,所以新冠病毒更容易变异。

需要明确的是,这种 RNA 结构为新冠肺炎检测“金标准”——RT-PCR 提供了结构基础。

图片来源:站酷海洛

二、病毒进攻人体的过程

在完成了对于我们的敌人的结构观察后,我们不妨具体审视一场局部战役下的病毒奇袭。

首先,我们需要明确,病毒无法靠自己进行生存,也就是它必须寄生于其他的宿主细胞。

当一个病毒寄生细胞时,往往会经过四个步骤:吸附与入胞、脱壳、生物合成、装配与出胞。

1. 吸附与入胞:在病毒经由呼吸道进入肺泡毗邻位置,病毒通过棘突蛋白作为钥匙与某些细胞的门锁如 ACE2 受体进行特异结合,从而巧妙欺骗了细胞,门户洞开,同时借由脂质包膜快速通过脂质双分子层,进入宿主细胞。

与其他器官相比,人体呼吸道纤毛细胞和肺泡上皮细胞中 ACE2 蛋白水平较高,这也就解释了为何新冠病毒会首先选择肺进行进攻。

2. 脱壳:病毒进入细胞之后,病毒会借由自己乔装的外衣-蛋白核衣壳吸引细胞工厂纠察队-溶酶体对其进行灭活,这一步骤叫做“脱壳”。

恰由此,病毒的遗传物质 RNA 完全暴露在细胞内。当然它不会仅仅满足于此。

3. 合成:当遗传物质 RNA 侵占了细胞的合成车间-核糖体后,病毒终于开始了它的肆意繁殖,这一步骤“合成”重点在于重新生产出病毒所需的重要配件,因此会再次映射到我们先前关于病毒结构的叙述:

o 第一,单向正链 RNA指导大量与病毒相关的蛋白质合成,其中包括核衣壳蛋白。

o 第二,单向正链 RNA 通过以自身为模板,转录成为负链 RNA,进而产生新的子代正链 RNA。此过程反复,进而得到大量新的 RNA。

o 第三,在负链 RNA 选择性转为片段的正链 RNA 后,从而特异性的合成各种小型蛋白。

4. 装配与出胞:至此我们获得了三个主要配件,已经可以完成核心装配了。部分理论认为,脂质包膜主要是出胞通过内质网或细胞膜时将其中的脂质膜成分化为己有所获取的。

那么到此为止,病毒完成了一次复制的全过程。

之后它的命运抉择将会如何呢? 是长期潜伏还是伺机而动,这就涉及到了病毒的转归,它可以选择随着细胞复制被动性增多,也可以进行大量繁殖,对细胞造成直接的毒性杀伤和资源侵占。

最后一道思考题交给你,如果你是病毒,为了最大化自己的集群利益,你将作何选择呢?

图片来源:站酷海洛

*本文内容为健康知识科普,不能作为具体的诊疗建议使用,亦不能替代执业医师面诊,仅供参考。