COVID-19(Corona Virus Disease 2019)帶給了我們一個格外寂靜的春天。盡管國內(nèi)的疫情隨著武漢的“解封”暫時緩和下來,但是世界范圍內(nèi),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(yán)重的呼吸系統(tǒng)疾病,而近日,《科學(xué)》雜志的首頁刊登了一篇文章,文章總結(jié)了新冠爆發(fā)以來的大量臨床研究資料,詳細(xì)地描述了新冠病毒是如何在人們體內(nèi)肆虐以及對我們的身體功能產(chǎn)生了哪些影響。
兩張分別為霍普金斯大學(xué)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(shù)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(jìn)入人體后抵達(dá)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(zhuǎn)換酶2(ACE2)受體”的細(xì)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(xì)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(xì)胞就夠了。對于新冠病毒,則是一個表面有ACE2受體的活細(xì)胞。之所以執(zhí)著于細(xì)胞,是因?yàn)?/span>病毒本身是一類沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物,它僅有一段證明自己存在的遺傳物質(zhì)和保護(hù)它的蛋白質(zhì)外殼。所以,當(dāng)病毒想要進(jìn)行自我增殖時,它會發(fā)現(xiàn)自己什么都做不了,因此“進(jìn)入一個細(xì)胞,利用細(xì)胞中現(xiàn)成的物質(zhì)完成自己的復(fù)制增殖”這樣一個大膽的想法就產(chǎn)生了。
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而進(jìn)入細(xì)胞也不是一件容易的事,對于一個結(jié)構(gòu)簡單的病毒來說,入侵一個細(xì)胞就好像孤身一人潛入一棟技術(shù)先進(jìn)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(jìn)入。而在新冠病毒的入侵中,那個大意的保安就是我們細(xì)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(dāng)病毒成功侵入細(xì)胞內(nèi)部,它會部分地劫持細(xì)胞內(nèi)的指揮系統(tǒng),偷偷用細(xì)胞內(nèi)的“合成工廠”來復(fù)制、合成自己的遺傳物質(zhì)與蛋白質(zhì),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(fù)制增殖。
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這時,新冠病毒已經(jīng)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(jìn)入到空氣當(dāng)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(nèi),擴(kuò)大的病毒軍隊(duì)會繼續(xù)挺進(jìn)。沿著呼吸道行進(jìn),它們很快會發(fā)現(xiàn)另一處土壤肥沃之地——同樣表面富含ACE2受體的肺泡細(xì)胞。
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肺泡位于我們呼吸道的末端,含有豐富的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò),從呼吸道呼入的氧氣會在這里進(jìn)入到我們的血液,同時,組織代謝產(chǎn)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(dāng)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(duì)(即免疫細(xì)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(diǎn)——肺泡。
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首先趕到的免疫細(xì)胞會在發(fā)現(xiàn)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(dá)后快速進(jìn)入戰(zhàn)場。不過,戰(zhàn)爭的持續(xù)進(jìn)行嚴(yán)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(duì)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(xì)胞會被免疫細(xì)胞處決,其他肺泡細(xì)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(dān)負(fù)起原本的職責(zé)。
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這些表現(xiàn)在我們的身上,就是炎癥伴隨的發(fā)熱、肺部功能受損導(dǎo)致的咳嗽、呼吸淺快或困難,嚴(yán)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(kuò)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(xiàn)了心臟的損害;另一項(xiàng)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(xiàn)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(diào)查清楚。不過,就像肺泡細(xì)胞一樣,我們的血管內(nèi)皮細(xì)胞上也有令人擔(dān)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,為什么有心血管疾病(糖尿病、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(jìn)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(jù)一篇預(yù)印本文章,在85例住院的COVID-19患者中,有27%出現(xiàn)了腎衰竭;另一份包含200例住院患者的研究結(jié)果則表示,有59%的患者尿液中檢測出了蛋白質(zhì),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(xiàn)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(fù)責(zé)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(duì)會釋放炎癥因子,增加血管的通透性,用于部隊(duì)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(dāng)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(yán)重會導(dǎo)致腎臟功能的衰竭。而且,腎臟擔(dān)負(fù)的排泄職能也使它易遭受藥物代謝的毒副作用,事實(shí)上,一些治療新冠的抗病毒藥物都有加重腎臟損傷的風(fēng)險(xiǎn),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(xiàn)了新冠病毒的身影。
圖為一位COVID-19出現(xiàn)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(tuán)隊(duì)在對一位伴有腦炎癥狀的COVID-19患者的腦脊液進(jìn)行檢測時,發(fā)現(xiàn)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(jī)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(jié)膜,造成結(jié)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(jié)論來看,新冠感染對我們身體的危害遠(yuǎn)不止“呼吸困難”那么簡單,很多的并發(fā)癥會相繼出現(xiàn),而真正了解它如何在我們體內(nèi)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(xiàn):
Meredith Wadman. How does coronavirus kill? Clinicians trace a ferocious rampage through the body, from brain to toes. doi:10.1126 / science.abc3208