【本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號“科學(xué)加”(ID:scipress)】 在新型冠狀病毒肆虐的非常時期,哪些科學(xué)知識和醫(yī)學(xué)常識才能幫助我們打好這場防御之戰(zhàn)呢?你可能最想知道的是:病毒是什么?病毒是怎樣入侵人體的?又是怎樣讓人生病的?我們應(yīng)該如何防御這種從來沒有見過的新型冠狀病毒?如果這幾天你正好在感冒發(fā)燒,要不要去醫(yī)院?在與病毒斗爭的過程中,科學(xué)家究竟學(xué)到什么? 病毒是怎樣入侵人體的? 簡單說來,病毒就是寄生蟲。寄生蟲就是靠自己沒法生存的物種,一定要依附一個宿主。這個宿主可以是一個簡單的細(xì)菌,可以是一個細(xì)胞,可以是一個生物體,也可以是人類這樣復(fù)雜的生物體。 病毒是寄生蟲,不依附于其他生物就沒法存活、沒法繁殖、沒法復(fù)制。
病毒的歷史非常悠久,有生物的時候就有病毒了,病毒是依附于生物而生存的。最簡單、最古老的病毒叫噬菌體,它是感染細(xì)菌的病毒。細(xì)菌雖然只有一個細(xì)胞,但也是一種生物體,我們稱之為單細(xì)胞生物。 要了解細(xì)菌如何入侵宿主,我們可以先來看看噬菌體是如何入侵宿主細(xì)菌的。 噬菌體會先感染細(xì)胞細(xì)菌的表面,然后把自己的DNA注入宿主細(xì)胞。
注入以后,噬菌體有兩個選擇: 1.將自己的基因隱藏在宿主的基因組里,也就是潛伏下來。人類的基因組里就有很多病毒潛伏留下的痕跡。這一感染途徑又叫溶源。 2.利用宿主細(xì)胞的能量和材料,復(fù)制新的病毒。由于細(xì)胞內(nèi)的能量和物資被病毒劫持,細(xì)胞往往就發(fā)生病變,最終導(dǎo)致破碎,病毒借此出逃的機(jī)會,就可以繼續(xù)去感染更多的細(xì)胞。這一感染途徑又叫裂解。 這就是最簡單的病毒入侵細(xì)菌細(xì)胞的過程。病毒的種類雖然多種多樣,也在發(fā)生變異,但其感染細(xì)胞乃至感染生物體的邏輯都是一樣的。 在被病毒感染以后,細(xì)胞或生物體會坐以待斃嗎?當(dāng)然不會。"魔高一尺,道高一丈。"那細(xì)菌中用來對抗病毒入侵的工具是什么呢? 大家可能聽說過基因編輯嬰兒出生的新聞,也通過這些新聞聽說過基因編輯工具CRISPR–Cas9。其實(shí)基因編輯工具就是細(xì)菌用來對抗病毒的工具,這套工具是科學(xué)家在細(xì)菌里發(fā)現(xiàn)的,有著數(shù)十億年的歷史。
細(xì)菌用這套工具來對抗病毒入侵,原理跟人體的免疫系統(tǒng)對抗病毒是一樣的。人體的免疫系統(tǒng)也非常重要,每時每刻都在跟入侵的病毒、病菌作斗爭。 病毒是如何讓人體生病的? 會導(dǎo)致人體生病的病毒有很多,不僅包括呼吸道的病毒,還包括乙肝病毒等。這里給大家說明一下目前最受關(guān)注的新型冠狀病毒、感染呼吸道的感冒病毒導(dǎo)致人們生病的過程。 人體的呼吸道從上至下依次為鼻腔、氣管、大氣管和肺。呼吸道分為兩部分,一部分叫上呼吸道,主要是脖子以上的部分,主要是鼻腔和氣管;還有一部分叫下呼吸道,主要是脖子以下的氣管和肺。肺部分為兩葉,擔(dān)負(fù)著從外界獲取氧氣的重要功能。
感冒其實(shí)有兩種,這兩種感冒影響的都是人體的上呼吸道。 第一種叫傷風(fēng)感冒,比如因為受涼引起的病毒感染,會導(dǎo)致上呼吸道的細(xì)胞被感染以后發(fā)生很多病變,表現(xiàn)癥狀為鼻塞、流鼻涕、咳嗽。 第二種叫流行性感冒,簡稱流感,是比較嚴(yán)重的感冒。引起流感的病毒叫流行性感冒病毒,我們通常會用英文和數(shù)字編碼對其命名。2009年的甲型H1N1禽流感大家一定還記憶猶新,可以稱得上是更嚴(yán)重的、危害人類生存的一個大敵。 兩種感冒的共同點(diǎn)在于,傷風(fēng)感冒跟流行性感冒威脅的都是我們的上呼吸道。 現(xiàn)在肆虐的新型冠狀病毒跟2013年的SARS病毒是同一類,都是冠狀病毒。SARS病毒跟新型冠狀病毒的相似度達(dá)到85%以上,從生物學(xué)上看,兩者是非常相似的?;谶@樣的相似度,我們可以推斷,現(xiàn)在的新型冠狀病毒是從SARS病毒演化而來的。 SARS病毒跟新型冠狀病毒致病的過程都是直接進(jìn)入人體的下呼吸道,直接感染肺部細(xì)胞。 科學(xué)家和醫(yī)生現(xiàn)在還沒有完全搞清楚新型冠狀病毒是如何感染人體細(xì)胞的,只知道人體只要被SARS病毒跟新型冠狀病毒感染,肺部細(xì)胞產(chǎn)生的反應(yīng)就非常明顯——肺部產(chǎn)生炎癥,免疫系統(tǒng)被激活。 更嚴(yán)重的是,這里的免疫系統(tǒng)不是被良性激活,而是被異常激活,導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的紊亂。由于我們的機(jī)體從來沒有見過這種病毒,所以它會錯誤地攻擊人體本身的細(xì)胞。 那流感和冠狀病毒是怎樣讓人們生病甚至失去生命的呢?流感每年都會導(dǎo)致很多人死亡。但流感病毒本身并不會危及生命,真正威脅人生命的其實(shí)是流感引起的并發(fā)癥。大家可能還記得2018年有一篇網(wǎng)文叫《流感下的北京中年》,作者的岳父在患上普通的流感后,又產(chǎn)生了嚴(yán)重的肺炎,在短短的一兩周之內(nèi)就去世了。 |
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