COVID-19(Corona Virus Disease 2019)帶給了我們一個格外寂靜的春天。盡管國內的疫情隨著武漢的“解封”暫時緩和下來,但是世界范圍內,人們同新冠病毒的戰(zhàn)役仍在持續(xù)著。對COVID-19,大部分人可能只知道它是一種嚴重的呼吸系統(tǒng)疾病,而近日,《科學》雜志的首頁刊登了一篇文章,文章總結了新冠爆發(fā)以來的大量臨床研究資料,詳細地描述了新冠病毒是如何在人們體內肆虐以及對我們的身體功能產生了哪些影響。
兩張分別為霍普金斯大學疫情地圖的截圖;第一張圖截自2月4日,第二章截自4月21日;可以從數字的增長感受到病毒傳播的震撼
病毒的入侵
新冠病毒(SARS-CoV-2)的感染一般起源于攜帶病毒飛沫的吸入,而它進入人體后抵達的第一站,就是我們的鼻腔。也是在這里,新冠病毒找到了它在人體中第一處溫暖的家——表面富含“血管緊張素轉換酶2(ACE2)受體”的細胞。
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新冠病毒為什么要跋山涉水地尋找這樣一類細胞呢?答案很簡單,為了把自己的基因傳遞下去,即為了自己的后代。
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在人類社會,我們生養(yǎng)一個孩子需要很多的條件、資源以及漫長的時間。但對于病毒來說,一個活著的細胞就夠了。對于新冠病毒,則是一個表面有ACE2受體的活細胞。之所以執(zhí)著于細胞,是因為病毒本身是一類沒有細胞結構的生物,它僅有一段證明自己存在的遺傳物質和保護它的蛋白質外殼。所以,當病毒想要進行自我增殖時,它會發(fā)現自己什么都做不了,因此“進入一個細胞,利用細胞中現成的物質完成自己的復制增殖”這樣一個大膽的想法就產生了。
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而進入細胞也不是一件容易的事,對于一個結構簡單的病毒來說,入侵一個細胞就好像孤身一人潛入一棟技術先進的大樓,持槍闖入是不行的,最簡單可行的方法還是:一個大意的保安,一張假的通行證,堂而皇之地從正門進入。而在新冠病毒的入侵中,那個大意的保安就是我們細胞表面的“ACE2受體”,而那張假的通行證就是新冠病毒表面“刺突糖蛋白”。
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當病毒成功侵入細胞內部,它會部分地劫持細胞內的指揮系統(tǒng),偷偷用細胞內的“合成工廠”來復制、合成自己的遺傳物質與蛋白質,組裝新的病毒。而新生的病毒繼承了父輩的智慧——收買保安、假通行證、入侵大樓、完成自己的復制增殖。
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這時,新冠病毒已經開始在人體中繁殖了,這一時期感染的人們會攜帶大量的病毒,這些病毒可能會隨著呼吸或飛沫進入到空氣當中,傳染給其他的人。
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新冠病毒對人體各部位影響的示意圖
肺泡主戰(zhàn)場
而在感染者的體內,擴大的病毒軍隊會繼續(xù)挺進。沿著呼吸道行進,它們很快會發(fā)現另一處土壤肥沃之地——同樣表面富含ACE2受體的肺泡細胞。
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肺泡位于我們呼吸道的末端,含有豐富的毛細血管網絡,從呼吸道呼入的氧氣會在這里進入到我們的血液,同時,組織代謝產生的二氧化碳也會在這兒被排入肺部,氣體伴隨呼吸,完成了一次優(yōu)雅的交換。
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從上面可以看出,肺泡在我們身體中地位之重。當新冠病毒混入這里,就不那么好隱藏了,而隨著病毒形跡的敗露,制裁它們的武裝部隊(即免疫細胞)也紛紛趕來。這些武裝士兵裝備精良,配有高級的殺傷性武器,可以大規(guī)模的消滅入侵的不法分子,不過,他們選擇了錯誤的交戰(zhàn)地點——肺泡。
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首先趕到的免疫細胞會在發(fā)現病毒的部位釋放信號彈——炎癥趨化因子,這些趨化因子會召集其他友軍相繼趕來,同時增大血管的通透性,方便友軍從血管抵達后快速進入戰(zhàn)場。不過,戰(zhàn)爭的持續(xù)進行嚴重影響了肺泡的工作,而且不僅僅是擾亂效率那么簡單。為了部隊駐扎而開放的血管會給肺泡腔帶來積液,氣體的交換作業(yè)變得困難;同時,戰(zhàn)爭無情,除了那些被病毒侵入的肺泡細胞會被免疫細胞處決,其他肺泡細胞也會因此而受到連累,原本祥和的氣體交換港口硝煙四起,無暇擔負起原本的職責。
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這些表現在我們的身上,就是炎癥伴隨的發(fā)熱、肺部功能受損導致的咳嗽、呼吸淺快或困難,嚴重還會發(fā)展出“急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)”。
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其它分戰(zhàn)場
除了肺泡主戰(zhàn)場,這場戰(zhàn)爭還可能擴展出其它分戰(zhàn)場。
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一篇發(fā)表在《JAMA》記錄了中國武漢市416例COVID-19患者的臨床研究記錄表明,有四分之一的患者出現了心臟的損害;另一項同樣來自武漢的研究表明,在記錄到的入住ICU的36名COVID-19患者中,有44% 的患者出現了心律不齊,似乎除了肺部外,心血管也成了受累的系統(tǒng)之一。
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目前,對于新冠病毒造成心血管功能損傷的原因還沒有完全調查清楚。不過,就像肺泡細胞一樣,我們的血管內皮細胞上也有令人擔憂的保安——ACE2受體,易受到新冠病毒的青睞,這也可能幫助我們解釋,為什么有心血管疾?。ㄌ悄虿?、肥胖、高血壓等)的患者病情會更重;此外,肺部動蕩的局勢造成的氣體交換困難、兩軍交戰(zhàn)造成的殺傷也會進一步影響到心血管的功能。
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腎臟也是這場戰(zhàn)爭的分戰(zhàn)場之一。
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新冠病毒感染造成了部分患者的腎功能損害。根據一篇預印本文章,在85例住院的COVID-19患者中,有27%出現了腎衰竭;另一份包含200例住院患者的研究結果則表示,有59%的患者尿液中檢測出了蛋白質,兩者都表明了不同程度腎臟損傷。
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在對一位COVID-19患者的尸檢中,人們通過電子顯微鏡在他的腎臟中發(fā)現了新冠病毒的顆粒,這證明了腎臟可能是新冠病毒的直接受害者。此外,作為負責身體中水和廢物排出的基層工作單位,腎臟也極易受到戰(zhàn)火的波及。之前提到的,免疫武裝部隊會釋放炎癥因子,增加血管的通透性,用于部隊的高效流通,而這會造成血液中的水分也一起滲入到組織當中,造成身體中血液流量的減少,而腎臟作為基層組織,分得到的血流會更少,這會造成排泄的減少,嚴重會導致腎臟功能的衰竭。而且,腎臟擔負的排泄職能也使它易遭受藥物代謝的毒副作用,事實上,一些治療新冠的抗病毒藥物都有加重腎臟損傷的風險,包括瑞德西韋。
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此外,除了像腎臟這樣的基層組織,在人體的最高司令部——大腦中,同樣出現了新冠病毒的身影。
圖為一位COVID-19出現腦炎癥狀患者腦損傷的示意圖,箭頭處為損傷區(qū)域
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一個日本的治療團隊在對一位伴有腦炎癥狀的COVID-19患者的腦脊液進行檢測時,發(fā)現了新冠病毒,證明了這種病毒成功突破了我們的血腦屏障,入侵到了機體的最高指揮中心。
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還有一些研究表明,新冠病毒可能會感染胃腸道,并通過糞便繼續(xù)傳播;也會感染我們的眼結膜,造成結膜炎。
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這篇文章著重闡述了新冠病毒的入侵對我們的身體造成了哪些影響,而從結論來看,新冠感染對我們身體的危害遠不止“呼吸困難”那么簡單,很多的并發(fā)癥會相繼出現,而真正了解它如何在我們體內肆虐,還需要很長的路要走,可能比戰(zhàn)勝這次疫情的時間更加漫長。
參考文獻:
Meredith Wadman. How does coronavirus kill? Clinicians trace a ferocious rampage through the body, from brain to toes. doi:10.1126 / science.abc3208