了解你自己你一定知道病毒的秘密

2020-02-07 17:36 来源:我是科学家iScientist

在新冠状病毒猖獗的非常时期,什么科学知识和医学常识能帮助我们打这场防御战?

你最想知道的是:什么是病毒?病毒是如何侵入人体的?它是如何让人生病的?我们应该如何防御这种我们从未见过的新冠状病毒?如果这些天我碰巧感冒发烧,我应该去医院吗?科学家在对抗病毒的过程中学到了什么?

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01 病毒是什么

简单地说,病毒是一种寄生虫。

寄生虫是什么意思?一个不能独立生存的物种必须依赖一个宿主。宿主可以是简单的细菌、细胞、有机体或复杂的有机体,如人类。

病毒是寄生虫,不依附于其他生物就没法存活、没法繁殖、没法复制.

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病毒历史悠久。有生物就有病毒。病毒依靠有机体生存。最简单最古老的病毒叫做噬菌体。这是一种感染细菌的病毒。虽然细菌只有一个细胞,但它们也是一种有机体,我们称之为单细胞有机体。

为了理解细菌如何侵入宿主,我们可以先看看噬菌体是如何侵入宿主细菌的。

噬菌体将首先感染细菌表面,然后将其DNA注入宿主细胞。注射后,噬菌体有两种选择:将其基因隐藏在宿主的基因组中,即潜伏下来。人类基因组中潜伏着许多病毒的痕迹。这种感染途径也被称为溶源

利用宿主细胞的能量和物质来复制新病毒。因为细胞中的能量和物质被病毒劫持,细胞经常会发生病理变化,最终导致破损。病毒可以利用这个机会继续感染更多的细胞。这种感染途径也被称为裂解

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这是病毒侵入细菌细胞的最简单过程。尽管有许多种病毒和变异正在发生,但感染细胞甚至生物体的逻辑是一样的。

被病毒感染后,细胞或生物体会等待死亡吗?

当然不是。"魔鬼比陶高一英尺."细菌用来抵抗病毒入侵的工具是什么?

你可能听说过基因编辑的孩子出生的消息,也通过这些消息听说过基因编辑CRISPR-Cas9。事实上,基因编辑工具是细菌用来对抗病毒的工具。这组工具是科学家在细菌中发现的,已经有几十亿年的历史了。

细菌使用这套工具来对抗病毒入侵。原理与人类免疫系统对抗病毒的原理相同。身体的免疫系统也非常重要,它一直在对抗入侵的病毒和细菌。

02 病毒是如何让人体生病的?

感冒其实有两种,这两种感冒

人体的呼吸道自上而下是鼻腔、气管、气管和肺。呼吸道分为两部分,一部分称为上呼吸道,主要在颈部以上,主要是鼻腔和气管;另一部分称为下呼吸道,主要是颈部以下的气管和肺。肺被分成两片叶子,承担着从外界获取氧气的重要功能。

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影响的都是人体的上呼吸道两种感冒的共同点在于,伤风感冒跟流行性感冒威胁的都是我们的上呼吸道.

第一个叫做冷。例如,由感冒引起的病毒感染可在感染后引起上呼吸道细胞的许多病理变化。症状包括鼻塞、流鼻涕和咳嗽。

第二种叫做流感,简称流感。这是更严重的感冒。导致流感的病毒叫做流感病毒,我们通常用英语和数字代码来命名它。2009年甲型H1N1禽流感在每个人的记忆中一定还是新鲜的。它可以被称为人类生存的更严重和更危险的敌人。

SARS病毒跟新型冠状病毒致病的过程都是直接进入人体的下呼吸道,直接感染肺部细胞.

其实每年因为流感并发症死亡的人远远多于我们现在所恐惧的新型冠状病毒带走的生命.

目前肆虐的新冠状病毒与2013年的非典病毒属于同一类型,两者都是冠状病毒。非典病毒和新冠状病毒的相似度超过85%,这在生物学上非常相似。基于这种相似性,我们可以推断当前的新冠状病毒是从非典病毒进化而来的。

严格说来,现在还没有任何一种药物能够杀死病毒.

科学家和医生还没有完全了解新的冠状病毒是如何感染人类细胞的。他们只知道,只要人体感染了非典病毒和新的冠状病毒,肺细胞的反应就非常明显。肺部发炎,免疫系统被激活。

更严重的是,这里的免疫系统不是被良性因素激活,而是被异常因素激活,导致免疫系统紊乱。由于我们的身体以前从未见过这种病毒,它会错误地攻击人体自身的细胞。

流感和冠状病毒是如何让人生病甚至丧命的?流感每年杀死许多人。然而,流感病毒本身不会危及生命。真正威胁人类生命的是流感引起的并发症。

你可能还记得2018年一篇名为《流感下的北京中年》的在线文章。提交人的岳父在患普通流感后患了严重的肺炎,并在一两周内死亡。

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流感每年导致人类死亡的数量远多于冠状病毒.

当流感病毒感染上呼吸道时,一些致病细菌会利用它产生大量炎症,这些炎症会缓慢地跟随呼吸道,最终导致肺炎。

肺是一个非常脆弱的器官。一旦肺炎形成,很容易危及生命。肺部感染后,抗生素很难渗透,因为肺泡很小,肺泡周围的毛细血管很薄,治疗剂很难到达肺部深处,因此肺部感染很难给药。

你可能会想,病毒是如此的糟糕,你就不能杀死它吗?有什么药可以杀死病毒吗?抗生素可以吗?

事实上,抗生素只能杀死引起并发症的细菌,而病毒是没有细胞壁的寄生生物,所以抗生素不能直接作用于病毒。

03 怎样防御新型冠状病毒?.

流感病毒和新冠状病毒在生物学上互不相同。从下图可以看出,这两种病毒的外观是不同的。

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在这场流行病中,我们的敌人是一种新的冠状病毒,而不是流感病毒。

众所周知,补充维生素c在一定程度上可以预防流感,而流感与冠状病毒无关,所以目前补充维生素c不能预防冠状病毒感染。

病毒是相互传染的,不是自己长出来的.

2009年,美国和墨西哥发生了严重的甲型H1N1流感,5900万美国人被感染,265000人住院,12000人死亡。当时,世卫组织(世界卫生组织)首次将其列为全球公共卫生紧急事件。该事件的总死亡率约为200万,住院患者的死亡率为4.5%。

就在最近,美国爆发的流感也导致1300万人感染,12万人住院。目前,已有6600人死亡,总死亡率约为5/10,000,而住院病人的死亡率已达到5.5%。

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事实上,我们每年都会遇到流感。当人们提到流感时,他们并不害怕。2003年,中国大陆由非典病毒引起的肺炎的医院死亡率为7%。现在新冠状病毒的死亡率约为2%,我推断,在未来一两个月内主要疫情得到控制后,总体住院死亡率不会超过1%。没有必要为此恐慌。

当然,这只是我个人的猜测。请等着瞧。

从以上数据判断,这种新的冠状病毒的毒性远不如非典。根据2003年非典病毒治疗的经验,我相信我们可以更好地控制和治疗这种新的冠状病毒。

众所周知,在2003年,医生使用了很多激素来治疗病人,效果非常显著,但是激素的副作用也对病人的身体造成了伤害,包括骨关节和软骨的坏死。许多人最终被迫更换人工关节,他们的身体状况非常差。在此次疫情中,刚刚得到的消息是,在武汉,上海华山医院的医疗团队非常严格地控制激素用量,大约是原来用量的1/10,从而有效地减少了副作用。

有接触传播,我们就勤洗手;有飞沫传播,我们就戴口罩来阻挡

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最近,朋友们经常来问我,这种病毒非常严重,如果我呆在家里,不去任何地方,它会被感染吗?

我可以肯定地告诉每个人:不,预防流感最有效的方法是注射流感疫苗

这种新的冠状病毒是一种非常小的微生物,直径约为100纳米,约为1/1 000的毛发丝。这种小颗粒不能自己飞行,通常会附着在灰尘和水滴上。空气传输不存在。

一旦我们了解了这种传播途径,我们就会知道如何阻止它。调动机体自身的免疫系统,增强自身的免疫力,才是抵抗病毒最重要的方法.

你可能会问,这太被动了,我们能主动防御吗?

以普通流感病毒为例。北半球基本上每年都会经历一场流感大灾难,包括美国和中国。

04 如果现在有点感冒发烧,要不要去医院?.其主要作用原理是利用流感病毒表面的蛋白质作为抗原,然后将其注射入人体,使人体产生相应的抗体。

说到疫苗,你可能会想到一些“一生一次”的疫苗,比如脊髓灰质炎疫苗。众所周知,我们年轻时服用的小儿麻痹症糖丸是一种疫苗。吃了它,我们就不会患小儿麻痹症了。一生只有一次就够了。

流感疫苗必须每年注射一次,因为流感病毒进化非常迅速,在每个复制过程中不断变异,这使得今年的流感病毒与去年的大不相同,所以每年都会推出新的流感疫苗。

鉴于目前的情况,我们是否应该制造针对冠状病毒的疫苗,尤其是针对新的冠状病毒?当然。但是远水解不能解渴。在传播烈性传染病的过程中,开发疫苗通常为时已晚。

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以非典为例,非典病毒传播最快的时间是2-3个月,但开发疫苗至少需要9-12个月。疫苗的开发必须确保其安全性和有效性。它们必须在细胞和动物身上进行测试,然后才能在人体上进行测试。2004年,非典疫苗花了将近一年的时间才真正开始人体试验。

科学家们现在肯定会开发疫苗,但是期望它们在一至两周或一至两个月的短时间内投入使用是不现实的。我们必须尊重科学规律。

没有疫苗,也没有办法杀死病毒。我们普通人应该做什么?

05 在与病毒的斗争中,科学家学到了什么?.

利用细菌的免疫系统

在去医院之前,你可以问自己一些自我检查的问题:

你最近两周去过疫区吗?你见过湖北的朋友吗?你的亲戚联系过湖北的朋友吗?

你们地区有多少确诊病例?以上海为例,我居住的闵行区只有两三个病例,所以我接触病毒的可能性很小。

你最近去过很多地方吗?你曾经进入过有几十或几百人的封闭空间吗,比如餐馆、超市和购物中心?如果你没有去过那里,你被病毒感染的机会很小。

在这三个问题消除后,你不应该太担心。但是如果你碰巧得了重感冒、发烧和肺炎,请务必去医院。

你如何知道自己是否有肺炎症状?

这可以通过测量血液中的氧含量来判断。现在有许多运动手表可以检测你的血氧饱和度。如果肺功能受损,你的血氧饱和度会降低。健康人的血氧饱和度高于95%,如果你看到你的血氧饱和度低于92%,你应该保持警惕,如果低于88%,那么请尽快去医院。

利用病毒来造福人类

First,06 辟谣

2012年,科学家发现细菌有强大的免疫系统来抵抗噬菌体。四名科学家成功地将细菌基因武器转化为基因编辑系统,该系统可用于改变基因和DNA序列。这个基因编辑系统非常强大。它可以改变动物和植物的基因。最后,我们还可以用基因编辑的方法来修饰基因缺陷,为人类治病。

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Second,07 我们应该吸取的教训

病毒总是人类健康的敌人,所以有没有可能化敌为友,让病毒为我所用?这种病毒的能力是将其基因有效地导入宿主细胞,所以我们能利用病毒携带的基因的效率来造福人类吗?

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例如,有些人患有由先天性遗传缺陷引起的遗传病,包括眼睛、血液和免疫细胞的遗传缺陷。我们利用病毒的特性来改变病毒的基因组,这样就不会让病毒复制自己,删除不好的基因,把好的基因放进去,然后用病毒作为载体,就像一辆小货车,把正常的基因拉进病人的身体来治疗病人?

这不是科学幻想。从2016年到2019年,使用经修饰的无害病毒作为载体的基因药物已经被用于治疗疾病,并且许多基因治疗药物已经上市。

我们不太可能把病毒永远消灭掉

首先,洗个热水澡是没有用的,不管有多热,人们都可能被烫伤致死,其温度可能会杀死病毒。

其次,防护面具是一次性的。请不要用手清洗或喷洒酒精。烘干它们是没有用的。唯一能真正消毒的是100摄氏度以上的高温,但这会破坏面罩的纤维。

第三,板蓝根和辣椒不能杀死冠状病毒,也不能用来预防冠状病毒。可以补充维生素c,但不应指望它对冠状病毒有预防作用。

要相信科学规律

在这场对抗新冠状病毒的战斗中,我们有许多教训要学习。

首先,千万不要为了所谓的猎奇去找大自然中的野生动物来食用或者饲养。病毒和有机体之间的斗争一直在进行,而且一直是一种相互斗争的模式。在现代社会中,较高的人口密度为传染病的传播创造了一些客观条件,我们不太可能想彻底消灭这种病毒。也许再过几年、十几年或几十年,冠状病毒就会卷土重来。科学原因可能是我们还不知道病毒基因进化的规律。如果未来的科学家通过科学研究找到了病毒进化的规律,我们仍然希望完全制服寄生虫病毒,但目前的情况是不可能的。

Second,各级卫生系统的关键信息要及时共享,面对危机各方都要建立应急机制。新冠状病毒引起的肺炎考验着整个社会的公共卫生系统、应急系统和每个人的心理健康。我们如何度过难关?相信科学规律。这种流行病将永远消失。我们现在必须做的是克服我们的恐慌。

第三,守望相助,结果只能是弊大于利。

第四,欢迎个人转发至朋友圈。我也呼吁每个人不要大量购买和储存医用口罩,如果它们不在疫区的话。如何应对这一流行病也是对我们个人素质的考验。

我相信人类和病毒之间的斗争将会继续,但是我们和17年前完全不同。当风暴过去时,从这次爆发中仍有很多东西需要学习。

2003年抗击非典时,我非常喜欢其中一个口号,叫做“010-59000”。但是现在,我仍然相信团结互助的八个字。

无论你是在疫区内还是在疫区外,我们都需要一起工作。

最后,我要特别向那些在医疗保健前线战斗并为他们欢呼的白衣天使致敬。我相信我们一定会有战胜新冠状病毒的一天!

*本文作者是中国科学院神经科学研究所脑科学与智能技术卓越中心研究员邱子龙。“我是科学家”是第13次讲座的主讲嘉宾,作者是《基因启示录》。

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010-59000

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好好防守!