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核心概念 人类健康 发布日期:2020年9月9日

COVID-19:新的免疫挑战

摘要

你想知道更多关于冠状病毒感染的信息吗?到底发生了什么?为什么是现在?病毒有多大?它是如何伤害人们的?病毒从何而来,又是如何传播给人类的?或者你想知道你的身体是如何抵御病毒的。那么,你可以在这篇短文中找到所有这些问题的答案。我们希望你会喜欢阅读。

突然发生了什么事?

你可能穿着睡衣在家,正准备上在线课,突然你想,“到底发生了什么?为什么是现在?“你向外看,似乎什么都没有改变。草和树还在那里,鸟儿在啁啾,太阳和月亮一如既往地追逐着对方。你看不到真正的问题,但你的家人和朋友却在远处交谈,甚至当有人向他们走来时,他们可能会穿过马路。

当你上网或听新闻时,你听说周围有一种新的病毒,叫做SARS-CoV-2,会导致一种叫做新型冠状病毒肺炎,这是非常危险的,可以严重伤害人。这种病毒会导致流感大流行,这意味着它已经传播到了世界各地。你挠头想知道。”但它在哪里呢?有多少个呢?我什么都没看到。它是如何伤害人们的?就数量而言,病毒可能是地球上最具代表性的“生物”。估计总共有一百个非亿,这意味着100,000,000,000,000,000,000,000,000,000 !考虑到地球上只有大约77亿人(77亿),这是很多病毒。我们看不到病毒的原因是它们的大小从20纳米(0.0000008英寸)到400纳米不等。这意味着病毒通常比一根头发小5000倍,所以用普通显微镜都看不见它们。

当你用强大的电子显微镜观察病毒时,由于它们的对称结构,它们相当优雅。对于SARS-CoV-2来说,这种对称的形状因为一圈蛋白质而变得更有吸引力,这些蛋白质像皇冠上的珠宝一样围绕着病毒。这种结构使这类病毒被称为冠状病毒(冠状病毒)。病毒的外层结构被称为衣壳,它是病毒基因组物质(DNA或RNA)的容器。当病毒感染我们的身体时,它们将它们的遗传物质注入我们的细胞。在这个过程中,被感染的细胞变成了生产新病毒的工厂病毒复制.这些新病毒从宿主细胞中爆发出来,并在此过程中杀死细胞。

在SARS-CoV-2病例中,被感染的细胞是呼吸道上半部分的细胞。因此,当新组装的SARS-CoV-2病毒从肺细胞中爆发出来时,它们被排入我们呼吸的空气中。具体来说,它们被包装在呼吸时通常排出的水和空气的小气泡中。当我们打喷嚏和咳嗽时,这些蒸发的气泡,也被称为液滴,实际上会变成炮弹。这些飞沫可以将病毒高速传播到空气中,传播距离很远。据估计,打喷嚏产生的飞沫可以传播6英尺(1.8米)远,而打喷嚏产生的大气体云可以传播27英尺(8.2米)远。现在你可能开始意识到为什么人们一直在远处说话,并戴着口罩遮住鼻子和嘴巴了。

请问,你从哪里来?

在今年之前,你可能从未听说过冠状病毒或COVID-19,你可能想知道为什么它近年来成为如此热门的话题。这一切都始于2019年12月,当时世界宣布在中国湖北省的大城市武汉发现了一种新的病毒。与其他病毒不同,这种病毒在全球迅速传播,并在6个月内导致54.5万人死亡1.这种名为SARS-CoV-2的病毒导致COVID-19继续在国家之间传播,也是许多政府要求公民呆在家里的原因。由于近年来从未见过这种规模的病例,世界各地的医疗系统都在持续努力限制病毒的传播。

COVID-19是如何在中国开始的?要解释这一点,我们需要退一步,了解病毒是如何适应周围环境的。一般来说,病毒只喜欢在它们熟悉的特定动物物种内复制。但是,有些病毒,叫做人畜共患病毒可以自我调整,在不同的物种中生存,或者,正如科学家们经常说的,从一个物种“跳到”另一个物种。SARS-CoV-2最初只感染蝙蝠[1],但由于不完全清楚的原因,它发展出了“跳”到穿山甲(一种有鳞的食蚁兽)的能力(图1) [1].这些动物在中医中很受欢迎,因为它们的肉和鳞片都被用来治疗多种疾病。研究人员认为,在SARS-CoV-2感染穿山甲后,它适应了并获得了跳转到其他物种的能力。

图1 - COVID-19从蝙蝠“跳跃”到人类。
  • 图1 - COVID-19从蝙蝠“跳跃”到人类。
  • SARS-CoV-2是一种人畜共患病毒,起源于蝙蝠。据信,它已经跳到穿山甲,然后到人类(与BioRender.com).

这种冠状病毒是如何感染人类的?当SARS-CoV-2感染人类时,它会在其表面使用一种称为刺突蛋白的蛋白质,这种蛋白质可以“钩”到人类上呼吸道上皮细胞上发现的另一种蛋白质上。这种人类蛋白质叫做血管紧张素转换酶-2ACE-2) (图2) [2].刺突蛋白与ACE-2的对接使冠状病毒能够牢固地降落在感染它们的上皮细胞上。

图2 - SARS-CoV-2在人类中建立感染的机制。
  • 图2 - SARS-CoV-2在人类中建立感染的机制。
  • 刺突蛋白与肺上皮细胞表面的ACE-2结合对于SARS-CoV-2进入人体并建立感染(由病毒产生)至关重要BioRender.com).

SARS-CoV-2如何影响人类?

由于肺部是感染的主要部位,许多感染SARS-CoV-2的患者都有与肺部炎症和疾病相关的症状。这些症状包括呼吸短促、持续干咳、发烧、肌肉酸痛和关节痛(图3) [1].这些症状可能会让你想起感冒时的感觉,你认为COVID-19和普通感冒有一些相似之处是正确的;然而,两者有很大的区别。首先,在一些严重的情况下,感染SARS-CoV-2的患者可能会发展为严重的肺部感染,称为肺炎(图3) [1].这可能会导致肺变得虚弱和低效,并可能导致血液含氧问题。因此,患者可能会患上严重呼吸窘迫综合征。尽管这种情况主要发生在病情最严重的病人身上,但呼吸窘迫可导致死亡。第二,可能也是最重要的,大约80%感染SARS-CoV-2的人只表现出非常轻微的症状,或者是无症状的,这意味着他们没有感染的迹象[1].这种病毒还可以意外地从一个人传播到另一个人。如果你把人们可能在不知情的情况下被感染的事实和高传播率结合起来,你就可以开始理解为什么COVID-19会成为一场大流行。

图3 - SARS-CoV-2感染相关症状
  • 图3 - SARS-CoV-2感染相关症状
  • 症状可能是轻微的,如轻微的咳嗽、发烧和身体疼痛,或更严重的,包括呼吸困难和肺炎(由肺炎引起)BioRender.com).

免疫系统如何应对SARS-CoV-2

尽管SARS-CoV-2很想在我们的肺部徘徊并继续复制,但我们的身体却能防止这种情况发生。这很重要,因为病毒复制会破坏上皮细胞,最终阻止我们的肺正常运作。为了对付SARS-CoV-2和其他可能感染我们的看不见的生物,身体已经发展出了一支保护自己的细胞军队:免疫系统(你可以通过查看FYM的其他文章来了解免疫细胞,例如[manbetxapp在线登录3.45])。免疫系统的一个关键特征是,当它看到病毒和其他病原体时,能够识别和清除它们。免疫系统通过第一次接触病原体并了解关于它的一切来学习这样做。这个过程叫做免疫教育(图4(左)。免疫教育可以让身体学习对抗某种病原体的最佳方法。如果身体后来再次看到同样的病原体,它可以根据第一次学到的东西,以更好、更快的方式做出反应。这个过程叫做免疫记忆图4,对吧)。

图4 -免疫教育和记忆。
  • 图4 -免疫教育和记忆。
  • 免疫教育发生在免疫系统第一次看到病原体并了解它的时候。如果这个人后来再次感染同样的病原体,由于免疫记忆,免疫系统将记住它第一次学到的东西,因此它将能够迅速做出反应,消除病原体BioRender.com).

免疫教育和免疫记忆的概念是接种疫苗的基础。疫苗通常由死亡或减弱的病原体或这些病原体的重要片段制成。接种疫苗时,我们让免疫系统有机会对付安全版本的病原体,并从中吸取教训,而不会冒病原体可能在接种疫苗的人身上引起疾病的风险。目前,我们还没有针对SARS-CoV-2的疫苗,所以这是人类免疫系统首次接触到它。

总结

你可能会觉得COVID-19改变了我们的生活方式。它影响了我们社会生活的方方面面,从学校到外出娱乐或度假。然而,就像过去的许多其他疾病一样,我们正在学习很多关于SARS-CoV-2以及如何在未来预防感染的知识。我们还将学习新的互动和社交方式!对于我们这些不在医院前线工作或在实验室研究病毒的人来说,我们能做的事情似乎很少。然而,你正在阅读这篇文章这一简单的事实与医生和科学家目前所做的工作同样重要!你正在了解这种病毒,并理解为什么保持2米距离和戴口罩等行为是必要的。这次大流行也可能是关于生活的一个教训:我们现在可能更深刻地认识到,我们的生活并不完全由所见所定。看不见的东西会以极其戏剧化的方式影响我们的生活!你能做些什么来保证安全? Wash your hands, wear a mask, and educate yourself and others! We are all in this together, so let us coordinate and work as a community.

术语表

SARS-CoV-2这种冠状病毒导致了我们称之为COVID-19的疾病。

新型冠状病毒肺炎由SARS-CoV-2引起的疾病。

流感大流行传染病蔓延到多个大陆或全世界的传染病

病毒复制在被感染的人体细胞中形成新病毒。

人畜共患疾病一种由病原体从动物传给人类而引起的传染病。

ACE-2冠状病毒用来入侵人类细胞的蛋白质。

免疫记忆免疫系统快速和特异性地识别身体之前遇到的病原体的能力。

利益冲突

作者声明,这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的,这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。


脚注

[1]https://coronavirus.jhu.edu/map.html


参考文献

[1]吴峰,赵寿,于斌,陈彦明,王伟,宋宗国,等。2020。中国与人类呼吸道疾病相关的新型冠状病毒。自然.579:265-9。doi: 10.1038 / s41586 - 020 - 2008 - 3

[2]Guzik, T. J., Mohiddin, S. A., Dimarco, A., Patel, V., savvtis, K., Marelli-Berg, F. M.等。COVID-19与心血管系统:对风险评估、诊断和治疗方案的影响。Cardiovasc。Res。116:1666 - 87。doi: 10.1093 /表格/ cvaa106

[3]戴维斯,R,和霍利斯,t。自身免疫:为什么身体会攻击自己。前沿青年23。doi: 10.3389 / frym.2016.00023

[4]Fuertes Marraco, S, Neubert, N, and Speiser, D. 2017。来自免疫疗法的好消息:我们的免疫防御系统能够抵抗癌症。前面。年轻人40。doi: 10.3389 / frym.2017.00040

[5]蓝迪,S. 2018。疾病和健康中的免疫系统——第一部分:微生物和疫苗。前面。年轻人49。doi: 10.3389 / frym.2018.00049

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