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入侵人體細胞的新型冠狀病毒:1個能「產」多少個?你猜!

目前,對於新型冠狀病毒如何進入細胞並造成感染的確切的機制,我們並不清楚。

但是,根據 1989 年病毒學這門學科誕生以來,科學家們與病毒「打交道」的經驗,我們為各位描述一下:一顆病毒常規情況,是怎麼「黏」上我們的細胞的?又是怎麼產出「新病毒」的?

病毒有什麼「裝備」供它們「繁衍」?又少又窮!

病毒,是一種極簡主義的生物,它們沒有細胞結構,通常病毒只由兩部分組成:核酸和蛋白質;某些特殊情況下,部分病毒甚至只包含蛋白質或只有核酸。

病毒的基因(也就是遺傳物質)——核酸(可以是 RNA 或 DNA),位於病毒內部的核心,相當於「司令官」的作用。

蛋白質就是病毒外部的衣殼,起到保護「司令官」以及幫助其進入宿主細胞。

病毒自己是沒有任何可以用來繁衍後代的「工廠」和「設備」——也就是細胞和細胞器,所以它們要利用被感染細胞裡面的物質和元件,來生產它自己的核酸和蛋白質,並組裝成完整的病毒顆粒,從而「繁衍」它的子子孫孫。

因為一窮二白,只能去「搶」別人的細胞用。

拿了一把「鑰匙」,打開你的「門」

我們將細胞比喻成一個「工廠」,細胞膜是包圍在細胞外層的「門」,這扇門把異物阻隔在細胞外。

某些病毒,比如現在正「作妖」的新型冠狀病毒,它就有一把類似鑰匙的東西——棘突蛋白(spike protein,又稱 S 蛋白)。

在科學家的電子顯微鏡下,這種結構酷似「花冠」。這把鑰匙正好能打開一些「鎖」。

而就我們目前所知,存在於我們人體腸道和肺臟細胞上的一種叫做血管緊張素轉化酶 2 (angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)的蛋白就是其中的一把鎖。

於是,冠狀病毒駕駛著飛行在空中的唾沫飛沫,拿著這把鑰匙,打開了黏膜上皮細胞的大門!

進入之後,先來個儀式:脫殼!

在進入細胞後,它會完成一個「儀式」,就是脫掉它的「蛋白質外衣」(醫學上稱「脫殼」),這樣它的遺傳物質暴露出來,利用細胞的加工廠進行大量生產!

一個病毒大約能複製成多少病毒?1 萬個?你再猜!

病毒的遺傳物質進入細胞後,大搖大擺進入工廠的指揮中心——細胞核,「劫持」了人體細胞的操作系統,利用細胞提供的場所、原料和能量來進行複製自己,複製出一大堆病毒的核心組裝材料(例如 RNA 或 DNA)。

隨後,病毒遺傳指令生產了大量的病毒 RNA 會從細胞核中被運輸出來,進入另一個生產車間——核糖體(核糖體是細胞內蛋白質合成的場所),在它的指令下生成病毒包裝所需要的外殼蛋白質。

這些蛋白外殼會與病毒的遺傳物質(已經合成的 RNA 或 DNA),組合生產新的病毒子子孫孫,就象一條生產線上生產出來的大量產品一樣。

這群病毒,要麼搭乘著「運輸車」——高爾基體,分泌至細胞外;要麼,這些病毒「子孫」暴力地撐破細胞,這些「獲得自由」的病毒繼續侵犯周圍的細胞,導致越來越多健康的細胞被破壞。

最後,它們還能侵入我們的血管,隨著血液四處奔走,形成「病毒血症」,有機會感染全身的細胞。

那一顆進入細胞的病毒,到底能「裝備」出多少後代呢?

不同的病毒生產的效率會有所不同,高效病毒,平均能產生大約 10 萬顆病毒「子孫」

在醫學上,我們用「顆」來形容複製出的病毒顆粒。

在此次新型冠狀病毒的案例中,肺臟上皮細胞是它們主要的攻擊目標之一。

根據現有研究推測,是因為肺臟上皮細胞含有更高水平的 ACE2 蛋白,所以,使它成為了最容易被攻擊的對象。

病毒的攻擊使肺臟細胞開始變的異常,出現炎症和滲出,使導致原本薄薄一層的肺泡壁變厚,同時肺泡中充滿滲出的液體,這就是肺炎。

人們開始咳嗽,伴隨著發熱、渾身無力。

而部分病情嚴重的人,會感覺到呼吸困難,甚至出現多個重要器官的「停工」和失調。

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