南师大食品学院带你科普:深扒新冠肺炎病毒
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新型冠状病毒为何物
自2019年12月横空出世,不到一个月新型冠状病毒的名字响彻大地,现在人类“谈冠色变”,那新型冠状病毒究竟是怎样的一个存在呢?
【来源自海大精品漫】
【来源自混子曰】
其实新型冠状病毒还有不为人知的一面,让我们用满满的干货揭开它的面纱!
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新型冠状病毒的受体和作用机理
COVID-19与SARS-CoV有着很高的同源性,它们拥有共同的祖先,其共同祖先与蝙蝠冠状病毒HKU9-1类似。研究发现,COVID-19和SARS-CoV都是通过病毒Spike蛋白与人体ACE2受体蛋白结合与宿主发生作用,二者的受体结构域(RBD)高度同源。
(冠状病毒结构示意图)
【来源自Jie Cui et al. 2019】
这里提到的ACE2是个什么蛋白呢?它又有着怎样的功能呢?
【来源自bilibili】
在20世纪初的时候Donoghue发现了一种与人类ACE相关的羧肽酶,它是由805个氨基酸组成的I型膜结合糖蛋白,其活化位点位于第374-378位氨基酸残基上,形成一个HEXXH锌结合区,后来我们称之为ACE2,即血管紧张素转化酶2,它是一种能催化血管紧张素I转化为血管紧张素-(1-9)或血管紧张素II转化为血管紧张素-(1-7)的外肽酶,ACE基因表达广泛分布于全身,而ACE2具有高度的组织特异性,主要分布于心脏,肾脏,肺内皮细胞和肾小管上皮细胞,作为一种单羧基肽酶,ACE2能被乙二胺四乙酸(EDTA)抑制。
北京时间2月21日凌晨,西湖大学周强研究团队在论文预印本网站BioRxiv再次发文,报道新冠病毒表面S蛋白受体结合结构域与细胞表面受体ACE2全长蛋白的复合物冷冻电镜结构,揭开了新冠病毒入侵人体细胞的神秘面纱。
COVID-19疫情如今已是牵动国人关注的头等大事,而关于这个病毒究竟是如何致病的,许多人或许还不甚了然。事实上,当一个病毒感染宿主细胞时,一般都会经历6个步骤,即:吸附、侵入、脱壳、生物合成、组装和释放。
首先是吸附,病毒通过“识别”宿主细胞膜表面特有的受体蛋白分子,来“盯上”目标细胞。然后开展侵入——要么通过某种方式进入宿主细胞,要么直接将遗传物质注入宿主细胞之内。接下来是脱壳,病毒的感染性核酸“脱下”蛋白质外壳,然后“马不停蹄”地进行生物合成——根据基因指令,借助宿主细胞提供的原料、能量和场所,来合成病毒的核酸和蛋白质;紧接着进行组装,新合成的病毒核酸和蛋白质,会组装成子代病毒;最后是释放,子代病毒释放到宿主细胞外。在这个过程中,病毒完成了繁殖自身的完整过程。
而COVID-19从根本上讲,其入侵步骤也是如此。比如,COVID-19在“吸附”步骤中所要识别的,就是人类呼吸道和肺部细胞表面的“血管紧张素转化酶2”(ACE2)。这一点已经为中科院武汉病毒所研究员石正丽团队的研究工作所证明。
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新型冠状病毒临床表现及并发症
发病早期外周血白细胞总数正常或减少,淋巴细胞计数减少,部分患者可出现肝酶、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酶和肌红蛋白增高;部分危重者可见肌钙蛋白增高。多数患者 C 反应蛋白(CRP)和血沉升高,降钙素原正常。严重者 D-二聚体升高、外周血淋巴细胞进行性减少。重型、危重型患者常有炎症因子升高。
(左肺“白肺”,右肺大片状实变)
(第3、8、11和17天双肺病变情况)
【来源自知网】
【来源自央视新闻】
从目前收治的病例情况看,多数患者预后良好,少数患者病情危重。老年人和有慢性基础疾病者预后较差。儿童病例症状相对较轻。
临床表现原因:呼吸系统虽然属于一个开放系统,但各个环节均部署免疫细胞重兵把守,阻止病毒入侵。免疫细胞每天与病毒进行着上万亿次战争,只是你察觉不到它们的存在。
从鼻腔一直到肺泡,免疫细胞都做了什么?
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当病毒进入到鼻腔,免疫细胞发出警报,刺激鼻黏膜的神经末梢,于是,机体迅速作出馈,打了一个喷嚏。
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未被排出的病毒,会侵入到咽喉部,这时免疫细胞直接会吞噬病毒,或者被激活,从而抑制和攻击病毒。
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部分病毒突破咽喉部的防御,进入到气管和支气管,免疫细胞释放因子,促进气道表面细胞分泌粘液,包裹细菌,并依靠气道表面的纤毛向上推动,将这些粘液经气道从口腔内推出,这时,出现了干咳。
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当病毒突破气管、支气管,侵入到了肺泡,肺泡部位的免疫细胞,同样会被激活,释放细胞因子,直接刺激体温调节中枢,这会导致身体发热。另外,病毒入侵肺泡后,如果引起大量上皮细胞死亡,可能表现为持续高热,发热反应,其实也属于机体的一种保护机制。
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部分病毒通过咽喉部进入消化道,感染肠上皮细胞,激活肠道免疫反应,导致有些人会出现腹泻等胃肠道症状。
【来源自知网】
(二)普通型具有发热、呼吸道不畅等症状,影像学可见肺炎表现。
(三)重型符合下列任何一条:1.出现气促,RR≥30 次/分;2.静息状态下,指氧饱和度≤93%;3.动脉血氧分压(Pa02)/吸氧浓度(FiO2)≤300 mmHg(l mmHg=O.133 kPa)。(增)高海拔(海拔超过 1000 米)地区应根据以下公式对 Pa02/Fi02 进行校正:PaO2/FiO2 x [大气压(mmHg)/760](增)肺部影像学显示 24-48 小时内病灶明显进展 > 50% 者按重型管理。
(四)危重型符合以下情况之一者:1.出现呼吸衰竭,且需要机械通气;2.出现休克;3.器官多功能衰竭需ICU监护治疗。
在大家关注新型冠状病毒所引发的疫情发展状况的同时,针对该病毒的疫苗开发也在一直进行着。但疫苗的研发并不是一个简单的过程,其需要一个较长的过程和时间。
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新型冠状病毒疫苗的研发进展
疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。疫苗研发的大体流程可以分为5个阶段:研发阶段、注册阶段、生产阶段、流通阶段、使用阶段。其中疫苗前期的研发阶段是指从拿到病毒开始研制疫苗,到完成III期临床研究的整个过程。首先需要获得免疫源,获得活病毒分离相关的亚单位等,其次还要进行免疫反应测试和动物保护的测试,放大优化免疫源生产工艺,做好临床前的毒理研究等。之后在临床前研究的基础上,还要进行临床申报,然后才能实现疫苗的批量生产上市。
在全国人民的热切关注下,我国很快的测出了新冠状病毒的基因组序列,而后美国根据中方提供的病毒基因组序列,利用冷冻电子显微镜重建了新冠病毒表面的刺突蛋白在原子尺度上的3D构造,分辨率达到0.35纳米。研究发现,新冠病毒的刺突蛋白结构与SARS冠状病毒的刺突蛋白结构非常相近,都将细胞表面的“血管紧张素转化酶2(ACE2)”作为侵入细胞的关键受体。
随着人们对新型冠状病毒的了解越来越深入,全国疫情的态势也发生了不小的改变。
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新型冠状病毒肺炎疫情动态
截至2020年2月26日15时,我国累计确诊患者78191人,现有确诊患者45556人,现有疑似患者2491人,现有重症患者8752人,累计治愈29917人,累计死亡2718人。
(现有确诊) (累计确诊)
(全国新增确诊/疑似趋势)
(全国现有确诊/疑似趋势)
(全国累计治愈率/死亡趋势)
【来源自各地卫健委每日公开数据】
25日时全国有25个省份地区昨日新增确诊为0,而且新增确诊为0的省份地区数量还在进一步增加。除湖北外,所有省份的新增确诊病例均为个位数,新增最多的为香港,大陆地区新增最多的为广州。
截至2月25日全国所有省份地区的41600名医务人员前往湖北支援,其中上海和广东1月24日首批支援;江苏派遣了最多的2723人。前去支援的医务人员中有3387人受到感染,22人殉职,感染的医务人员九成来自湖北地区。
在海外,日韩确诊人数快速增长,成全球二三。23日,韩国总统文在寅表示,将新冠肺炎疫情预警级别从之前的“警戒”提升至最高的“严重”级别。另外,有消息称若新冠病毒疫情无法控制,国际奥委会最迟于5月下旬决定是否取消东京奥运会。
据国家卫健委统计,截止2月26日15时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例411例,新增死亡病例52例,新增治愈出院病例2422例,新增疑似病例439例。
愿所有病痛都会被温暖治愈!
武汉加油!
中国加油!
文字来源:海大精品漫 混子曰 Jie Cui et. 2019 知网 bilibili 知乎 小木虫
图片来源:海大精品漫 混子曰 Jie Cui et. 2019 知网 bilibili 央视新闻 各地卫健委 每日公开数据
视频来源: 爱奇艺 常州全资询
转载自“ NNU研究生食事药闻”
编辑 | 马晔雯