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可怕!新冠病毒的“作案”過程全曝光

本文作者:北京協和醫院外科住院醫師 馬辰浩

新冠疫情給了我們太多的猝不及防,這一切的根源都與新出現的這種病毒——嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)有關。

一個小小的病毒為何有如此大的威力,要想了解它的功能,需要先從了解它的結構開始,畢竟結構決定功能。

一、新冠病毒病毒結構

首先,我們需要知道,這個病毒的名字叫做 SARS-CoV-2。這種新型冠狀病毒與 SRAS 同屬于冠狀病毒。

冠狀病毒因為在顯微鏡下能觀察到明顯的棒狀粒子凸起,形狀好似中世紀歐洲帝王的皇冠而得名。

可怕!新冠病毒的“作案”過程全曝光

接下來,從外往内,近距離觀察病毒的結構。冠狀病毒的最外層有三種蛋白,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識别并結合宿主細胞表面受體,并在介導病毒包膜與細胞膜融合的過程中起到關鍵性作用。通俗地講,刺突糖蛋白像一把鑰匙,主要作用就是打開宿主細胞的細胞膜。

緊接着,病毒表面的包膜也叫囊膜,其主要為脂質成分,聯想到人體細胞膜的脂質雙分子層和化學的相似相溶原理,某種程度上這個結構使病毒更容易進入宿主細胞。

最後,進入細胞内部,有一條正向單鍊結構的 RNA,作為 RNA 是沒有雙鍊結構,同時沒有能夠匹敵 DNA 的糾錯能力,是以新冠病毒更容易變異。

需要明确的是,這種 RNA 結構為新冠肺炎檢測“金标準”——RT-PCR 提供了結構基礎。

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圖檔來源:站酷海洛

二、病毒進攻人體的過程

在完成了對于我們的敵人的結構觀察後,我們不妨具體審視一場局部戰役下的病毒奇襲。

可怕!新冠病毒的“作案”過程全曝光

首先,我們需要明确,病毒無法靠自己進行生存,也就是它必須寄生于其他的宿主細胞。

當一個病毒寄生細胞時,往往會經過四個步驟:吸附與入胞、脫殼、生物合成、裝配與出胞。

1. 吸附與入胞:在病毒經由呼吸道進入肺泡毗鄰位置,病毒通過棘突蛋白作為鑰匙與某些細胞的門鎖如 ACE2 受體進行特異結合,進而巧妙欺騙了細胞,門戶洞開,同時借由脂質包膜快速通過脂質雙分子層,進入宿主細胞。

與其他器官相比,人體呼吸道纖毛細胞和肺泡上皮細胞中 ACE2 蛋白水準較高,這也就解釋了為何新冠病毒會首先選擇肺進行進攻。

2. 脫殼:病毒進入細胞之後,病毒會借由自己喬裝的外衣-蛋白核衣殼吸引細胞工廠糾察隊-溶酶體對其進行滅活,這一步驟叫做“脫殼”。

恰由此,病毒的遺傳物質 RNA 完全暴露在細胞内。當然它不會僅僅滿足于此。

3. 合成:當遺傳物質 RNA 侵占了細胞的合成工廠中的房間-核糖體後,病毒終于開始了它的肆意繁殖,這一步驟“合成”重點在于重新生産出病毒所需的重要配件,是以會再次映射到我們先前關于病毒結構的叙述:

o 第一,單向正鍊 RNA指導大量與病毒相關的蛋白質合成,其中包括核衣殼蛋白。

o 第二,單向正鍊 RNA 通過以自身為模闆,轉錄成為負鍊 RNA,進而産生新的子代正鍊 RNA。此過程反複,進而得到大量新的 RNA。

o 第三,在負鍊 RNA 選擇性轉為片段的正鍊 RNA 後,進而特異性的合成各種小型蛋白。

4. 裝配與出胞:至此我們獲得了三個主要配件,已經可以完成核心裝配了。部分理論認為,脂質包膜主要是出胞通過内質網或細胞膜時将其中的脂質膜成分化為己有所擷取的。

可怕!新冠病毒的“作案”過程全曝光

圖檔來源:站酷海洛

那麼到此為止,病毒完成了一次複制的全過程。

之後它的命運抉擇将會如何呢? 是長期潛伏還是伺機而動,這就涉及到了病毒的轉歸,它可以選擇随着細胞複制被動性增多,也可以進行大量繁殖,對細胞造成直接的毒性殺傷和資源侵占。

最後一道思考題交給你,如果你是病毒,為了最大化自己的叢集利益,你将作何選擇呢?

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圖檔來源:站酷海洛

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