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杀手档案新冠大流行背后的复杂生物学(3)

来源:今日畜牧兽医 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-04-27 07:02

【作者】:网站采编

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【摘要】这些差异导致了人们在理解SARS-CoV-2的致死性时出现了一些困惑。有的专家与媒体报道称,SARS-CoV-2不如SARS-CoV致命,原因在于因新冠丧命的人数只占感染人

这些差异导致了人们在理解SARS-CoV-2的致死性时出现了一些困惑。有的专家与媒体报道称,SARS-CoV-2不如SARS-CoV致命,原因在于因新冠丧命的人数只占感染人数的1%,而因SARS-CoV丧命的人数占比约是这一数据的10倍。但珀尔曼表示,这样理解新冠病毒是错误的。SARS-CoV-2更容易感染人群,但大多数感染并不会到达肺部,“一旦病毒抵达肺部,那么新冠病毒可能也是同样的致命”。

新冠病毒抵达肺部之后会如何行事尽管不全为人所知,在某些方面也还是与呼吸道病毒相类似。与SARS-CoV和流感一样,新冠病毒会影响和破坏肺泡,这是肺用来向血液运输氧气的小囊泡结构。随着这些小囊泡和血管之间的细胞屏障被病毒破坏,来自血管的组织液会渗入其中,从而阻碍氧气进入血液。包括白细胞在内的其他细胞会进一步堵塞这个通气道。部分患者体内产生的强烈免疫反应会把这些清除干净,但免疫系统的过度反应将会加剧组织的损伤。肖书渊教授介绍说,如果炎症和组织损伤太严重,患者的肺部将再也不能复原,结果就是患者要么死亡,要么康复后肺部伤痕累累,“从病理学角度来看,我们没见到太多的独特性”。

与SARS-CoV、MERS-CoV和动物冠状病毒一样,这种损害不会止步于肺部。SARS-CoV-2感染可能会引发被称为“细胞因子风暴”的过度免疫反应,这会导致多个器官衰竭和死亡。病毒还能感染肠道、心脏、血液、精子(MERS-CoV也可以)和眼睛,并且有可能还会感染大脑。广州医科大学广州呼吸健康研究院因抗击SARS和COVID-19而广获赞誉,而来自该研究院的肺科专家关伟杰副研究员表示,在COVID-19患者身上能观察到肾脏、肝脏和脾脏的损伤,这说明病毒由血液携带,并能感染大量器官或组织。他还提到,哪里需要血液供给,病毒就可能感染到哪里。

尽管病毒的遗传物质出现在多种人体组织中,但最终造成伤害的到底是病毒还是细胞因子风暴,这一点依然不明确。温特纳医生还提到:“我们中心正在进行尸体解剖,这将会获取到更多的数据。”

不管是感染咽喉还是肺部,SARS-CoV-2都是利用自己的刺突蛋白突破宿主细胞的保护性细胞膜(见“致命入侵者”)。首先,蛋白质的受体结合域会锁定结合宿主细胞表面的一种名为ACE2的受体。ACE2在流经全身各个脏器的动静脉血管内壁上均有表达,在肺泡和小肠内壁细胞分布尤为密集。

尽管确切的分子机制目前仍属未知,研究证据显示在病毒攻击了宿主细胞后,宿主细胞会在专门的“剪切位点”处剪开刺突蛋白,并暴露融合肽——这是一种氨基酸短链,可以帮助撬开宿主细胞膜,从而让病毒细胞膜能够与之融合。一旦入侵者的遗传物质进入到了宿主细胞,病毒就会强占宿主细胞的分子机器来制造新的病毒颗粒。在此之后,制造出来的病毒后代将离开宿主细胞并去感染其他的人或细胞。

高效位点强力破壁

SARS-CoV-2为了能强行进入细胞而有着专门的装备。SARS-CoV和SARS-CoV-2都能与ACE2结合,但SARSCoV-2的受体结合域与ACE2结合度特别高,是SARS-CoV结合能力的10到20倍。温特纳说SARS-CoV-2能如此轻易地感染上呼吸道,以至于人们猜测可能存在第二种受体能够让病毒用来发动攻击。

更麻烦的是,SARS-CoV-2似乎能够利用宿主细胞的弗林蛋白酶来剪切自己的刺突蛋白。研究者表示,这让人十分担忧,因为弗林蛋白酶在呼吸道中分布量多,且遍布人体,其他让人闻风丧胆的病毒(包括HIV、流感、登革热和埃博拉)就曾利用弗林蛋白酶来攻入细胞内部。相比之下,SARS-CoV利用的剪切酶就不是那么常见,剪切效率也没有那么高。

科学家们认为病毒对弗林蛋白酶的利用能够解释为什么SARS-CoV-2能如此迅速地从一个细胞跳到另一个细胞、从一个人传到另一个人,甚至可能从动物传到人身上去。美国杜兰大学的病毒学家罗伯特·加里(Robert Garry)推测,弗林蛋白酶的卷入让SARS-CoV-2入侵深入肺部的机会比SARS-CoV高了100到1 000倍。“当我看到SARS-CoV-2有弗林蛋白酶酶切位点后,那个晚上我都无法安眠。”加里如是说。

这一特殊的酶切位点的遗传指令到底来自何方,这仍旧是个谜。尽管这可能是病毒通过重组获取到的,但这种特定的组合此前从未在任何一个物种所感染的任何一种冠状病毒里被发现。锁定其来源或许就是谜题里那个能找出“哪个动物是让新冠病毒传染到人类的垫脚石”的最后一片拼图。

游戏尾声

一些研究人员期望着,随着时间推移,病毒为了停留在人体中而发生的一系列适应性突变能够削弱病毒。按此逻辑,病毒会变得不那么致命,并具有更强的传染性。但至今研究人员都未发现病毒被有所削弱的迹象,这大概是因为病毒高效的遗传修复机制。“新冠病毒的基因组非常稳定,我并未看出病毒突变可以引发任何致病性的改变。”中山大学医学院院长、新冠病毒研究者郭德银如是说道。

文章来源:《今日畜牧兽医》 网址: http://www.jrcmsy.cn/qikandaodu/2021/0427/743.html

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