在2月11日,世卫组织在日内瓦召开发布会,宣布将新型冠状病毒正式命名为 COVID-19。

这种 COVID-19 新冠病毒攻击的靶器官主要为肺部,因此我们大多听到的都是它引发的新冠肺炎。

那么作为一颗合格的新冠病毒是如何进入人体的?

在进入人体后,会在身体里做些什么?

当在感染人体后,究竟是什么导致人体患上肺炎?

入侵人体细胞

当一位感染者通过打喷嚏,甚至说话聊天时,携带病毒的飞沫就有可能会落在你的嘴,鼻子里,进而进入肺部。

所以说,戴口罩正是阻断病毒进入人体途径的最有效也是最廉价的预防措施。

这些飞沫携带着小到人肉眼是不可见的冠状病毒,以至于科学家只能用电子显微镜给它拍照:

病毒身材呈圆形或椭圆形,直径约60-140nm,是一根头发丝的六百分之一。

为了更加直观的看它的结构,我们把它放大并给它的各个部分上个颜色。

可以看到在灰色的蛋白质外壳上均匀镶嵌着大量的冠状突起,这种独特的长相就是它叫冠状病毒的原因。

进一步我们剖开它的内部,一团紫色的线状物质映入眼帘,这是它所有的遗传物质 RNA,也是病毒赖以生存和繁殖的根本。

总的来说,病毒由一堆蛋白质组件和其内部的 RNA 构成。

和其他病毒一样,新冠病毒并没有能力独立生存,因此必须要感染活细胞,借助它们的细胞器才能完成繁殖和生存。

其中,在冠状突起中最重要的一种蛋白叫做刺突糖蛋白(蓝色),这种蛋白可以识别人体细胞的表面ACE2蛋白(黄色)。举个例子,ACE2蛋白像一把锁,一般只有配对的钥匙才能打开它进入细胞内部。一颗合格的病毒会利用自己的技能合成出一把刺突糖蛋白仿制钥匙,堂而皇之的侵入细胞。这个过程就像这样:

如果识别成功,那么接下来在蛋白质外壳的协助下,病毒会使用细胞融合技能进入人体细胞。

整个过程就像病毒利用自己仿制的钥匙开启了人体细胞的大门。

层层伪装控制细胞

我们的人体细胞像一座工厂,里面各种细胞器是不同工种的工人,齐心协力来维持着细胞工厂的正常运转。虽然病毒通过开锁技能进入体内,完成了入侵的第一步,但是细胞工厂的工人并不认识病毒,并不会心甘情愿的为他做事。甚至,有可能被认出入侵者的身份,被挫骨扬灰。

这里,病毒为了安全会开启自己的易容术技能,也就是在外面包裹一层细胞膜,进而潜入细胞深处。利用这层伪装,病毒可以轻松的在细胞工厂内部游荡。

直到遇到合适的时机,它会脱去包膜,释放体内的 RNA。这里的 RNA 身兼两项任务,一是合成病毒蛋白质组件,二是复制 RNA 自身。

在第一项任务中,病毒会策反细胞里的核糖体来为自己服务。核糖体在细胞工厂的职责是制造蛋白质,但是现在,他会为病毒制造各种蛋白质组件,比如前面提到的刺突糖蛋白。

生产出的蛋白质组件会吸附在高尔基体生成的小泡表面,进而转运到细胞膜。

另一项任务中,病毒通过控制细胞体内的酶,重新复制自己的遗传物质 RNA 用于孕育新病毒。而且,这个过程会抑制细胞自身基因的表达,集合被感染细胞的资源全力为病毒生产材料。

最终,在细胞膜上会聚集大量的病毒蛋白质组件和 RNA。

一个全新装配的新冠状病毒会从细胞工厂被生成出来,他的使命是去感染另一个细胞。至此,这个不幸被病毒控制的细胞会完全沦陷,成为一个制造大量病毒的工厂。直到细胞工厂耗尽所有资源,病毒会果断抛弃它,寻找下一个健康细胞作为感染目标。

人体免疫系统的反击

如果,不幸被病毒感染,而免疫系统又不够强大或者没有外部治疗,免疫细胞将会被大量的病毒淹没。

与此同时,病毒会大面积屠杀肺部的纤毛细胞,让它们无法拦截病毒等外部侵略者。

但是免疫系统并不会坐以待毙,大量的免疫细胞会与病毒殊死搏斗,这个过程中会释放细胞因子引发炎症反应,也是就我们常听到的肺炎。

这时战斗进入白热化阶段,炎症反应会引导免疫细胞攻击病毒所在的阵地,于是大量的免疫细胞集结向病毒发起进攻,同时源源不断的援军陆续抵达。

但是,这对于身体来说并不是一个好消息,该过程会正常的细胞也会在战争中被误伤,肺部开始出现蜂窝状穿孔。

这里为了方便理解,需要看看我们正常的肺部:

肺内部有大量的树枝状气管,逐级变细,直到每个树枝的末端会有一个名叫肺泡的囊状结构。这种富有弹性并且表面布满毛细血管的结构是我们呼吸氧气并排除二氧化碳的基础。

但是,由于战斗的持续,血管通透性增强,血液渗入肺泡,同时在肺泡内会分泌大量黏液。

如果在这个时候,对患者肺部进行CT扫描,我们会看到像下面这样大面积白色区域,医学上称之为“白肺”。这样肺部失去了原有的交换气体功能,最终使正常呼吸变得异常困难。

肺部遍地焦土,这个过程会引起发热、四肢乏力、干咳等症状,其他表现包含鼻塞、打喷嚏、流鼻涕、头痛、咽痛、咳血,咳痰、肌痛,或腹泻等。甚至会引发严重并发症,甚至发生呼吸衰竭,死亡。

千疮百孔的肺部会成为病毒进一步攻击的有利条件,它们会通过血管进入血液循环系统,而细胞因子会紧随其后。

它们来到的第一站是肝脏,这里是人体最重要的排毒器官,接下来这里会有一场恶战。

肝脏作为人体的排毒器官拥有丰富的血管网络,相当于拥有极其发达的高速公路网。在细胞因子的指示下,大量的免疫细胞得以快速集结与病毒在肝脏发起战斗,但是这里的战争的严重程度会直接导致细胞因子风暴,导致肝功能衰竭。这时,如果进行血液检测,会发现转氨酶含量飙升。

第二站:肾脏,这里是人体的清除代谢产物,重吸收水分并生成尿液的重要器官。

与肝脏类似,这里也拥有高度发达的血管网。在成为免疫细胞和病毒的战场后,肾脏失去原有功能,大量代谢产物和毒素难以排出体外,肾脏这时也宣告衰竭。

接下来,病毒和免疫细胞间的战斗会转移到食管,胃,肠,甚至脑部。

医疗措施支援免疫系统

不排除有人可以直接使用自己的免疫系统杀死新冠病毒完成自愈,但是大多数感染者并没有这样强健的免疫系统。这些感染者的免疫系统需要医护工作者和外部医疗器械提供强力支援。

呼吸机

为了给免疫系统充足的时间与病毒斗争,避免因呼吸功能受损而引发其他症状。

根据阿里巴巴提供的《新冠肺炎防治手册》中提到的机械通气解决方案,一般会采用呼吸机来作为辅助器械。

这里的呼吸机数量就间接决定了患者的存活率,为了让更多人活下来,全球各地开始大量生产和购买呼吸机。比如,美国动用《国防生产法》要求通用汽车等公司生产呼吸机,类似的,德国大众,英国戴森,法国空客,日本丰田等企业纷纷响应政府号召生产呼吸机挽救患者生命。

ECMO

随着1月22日湖北黄冈的第一例重症患者在ECMO的治疗下康复出院,这件医疗神器逐渐进入人们视野。在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)》也提到 “俯卧位机械通气效果不佳者,如条件允许,应当尽快考虑体外膜肺氧合(ECMO)”。

我们知道上面的呼吸机是辅助患者呼吸,而ECMO的强大之处在于,可以直接代替患者呼吸。这台机器也有个别名,叫“人工心”,“人工肺”。甚至在人体的心肺功能全部丧失的情况下,它依然能为患者续命,为后续的治疗提供大量时间。以至于有的医生讲到,如果ECMO用多了,会感觉自己是上帝,可以直接从死神手里将患者抢回来。这无疑是一款重新界定生与死的医疗仪器。

药物治疗

新冠肺炎属于中医“疫”病范畴,病因为感受“疫戾”之气,各地根据病情、当地气候特点以及不同体质等情况,使用不同方案。其中,《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)》也提到有常见的中药试剂,比如,蕾香正气胶囊,连花清瘟胶囊,金花清感颗粒等等药物。

在西药方面,α-干扰素,洛匹那韦/利托那韦等药物用于抗病毒治疗。同时,为了避免细菌感染,会使用抗生素等抗菌药物治疗。

疫苗治疗

如果感染者的免疫系统足够强大或者通过外部治疗并没有死于上述的并发症。

身体的免疫系统将有机会产生大量抗体来与病毒进一步战斗。而疫苗最基本的原理就是激发免疫系统生成消灭对应外来异物的抗体,或者直接给体内注射抗体。

这些抗体会识别并结合之前提到的刺突糖蛋白,防止病毒仿制出可以打开细胞大门的钥匙。

另外,这些抗体会将病毒黏连在一起,同时通知免疫细胞中的吞噬细胞来摧毁病毒,避免它在体内蔓延。

最终,病毒的攻势会在免疫系统的积极应对下,土崩瓦解。

战胜新冠病毒的康复者血液中,在短时间内会储备大量的抗体避免病毒反扑,这些抗体是目前为止针对病毒的最有效的武器。因此在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)》中提到 “康复者血浆治疗” 可以用于病情进展较快、重型和危重型患者。

利用康复者的血浆虽然可以治疗新冠肺炎患者,但毕竟不是长久之计。自从病毒与人类宣战后,消灭病毒最根本的办法就是批量制备疫苗,但是疫苗从研发到应用依然需要很长时间。

不过,好消息是,由军事科学院军事医学研究院生物工程研究所陈薇院士团队研发的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗,已于4月12日开展二期临床试验。

世界卫生组织官网公布,这是全球目前唯一进入二期临床试验的新冠病毒疫苗。与此同时,还有全国和全球的科研人员也在用不同的方法来研发新冠病毒疫苗。

相信在不久的将来,新型冠状病毒 COVID-19 便会全军覆没,将像其他病毒一样永远作为人类的手下败将!


参考:

COVID-19 Animation: What Happens If You Get Coronavirus?

www.health.harvard.edu

covid-19.alibabacloud.com/zh

宠物呼吸机都拿来救人了,中国呼吸机能帮全球喘口气吗?

央视新闻:陈薇院士团队研发的新冠病毒疫苗进入二期临床试验

《新冠肺炎防治手册》

《新冠疫情爆发下的医院应对策略(标准版)v2》

《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)》