身邊的科學
九問新型冠狀病毒
圖為新型冠狀病毒3CL水解酶的高分率晶體結構。上海科技大學免疫化學研究所和中國科學院上海藥物研究所抗2019-nCoV冠狀病毒感染聯合應急攻關團隊供圖
這個春節，一場始料未及的新冠肺炎疫情，打亂了人們對於鼠年的憧憬，不斷滾動的疫情播報牽動著每個人的心。
在這場戰「疫」中，中華預防醫學會感染性疾病防控分會常務委員兼秘書長、中山大學附屬三院感染科副主任林炳亮除了參與醫務工作，還不斷通過網際網路做科普。他向中青報·中青網記者透露，這些天面對的線上諮詢最高時達上萬人，是平日裡的幾十倍，「疫情突然，太多民眾對這個疫情和病毒認識不足，不知道怎麼辦……」
正如一位科研人員所說，很多人之所以表現出較強的擔憂，是因為在這場沒有硝煙的戰爭中，人們連「敵人」的底細都還沒有摸清。那麼，關於新型冠狀病毒，我們究竟了解多少，其中哪些問題已經在科學界和醫學界達成共識，哪些科學知識和醫學常識又能幫助人們打好這場戰「疫」？
為此，中青報·中青網記者採訪了多位科學家和醫生，進行解惑。
病毒怎麼就盯上了人類
有人說，如果把所有的病毒列出來，人類發展史看上去就是一部與傳染病做鬥爭的歷史：天花病毒、甲流病毒、登革熱病毒、SARS冠狀病毒、伊波拉病毒等，都曾奪走人類大量的生命。這些直徑約10-300納米之間的微生物，在人類不經意間就可以完成一次入侵，其表現形式可能是一個噴嚏，也可能是一次身體接觸。
「病毒會不斷『進軍』各種宿主，這個宿主可以是一個簡單的細菌，一個細胞，也可以是人類這樣複雜的生物體。」中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心研究員仇子龍說，病毒簡單來說就是「寄生蟲」，不依附於其他生物就沒法存活、沒法繁殖。
當一個病毒感染宿主細胞時，將走過6個步驟：吸附、侵入、脫殼、生物合成、組裝和釋放。首先是吸附，病毒通過「識別」宿主細胞膜表面特有的受體蛋白分子，來「盯上」目標細胞。然後開展侵入——要麼通過某種方式進入宿主細胞，要麼直接將遺傳物質注入宿主細胞之內。
接下來是脫殼，病毒的感染性核酸「脫下」蛋白質外殼，然後「馬不停蹄」地進行生物合成——根據基因指令，藉助宿主細胞提供的原料、能量和場所，來合成病毒的核酸和蛋白質；緊接著進行組裝，新合成的病毒核酸和蛋白質，會組裝成子代病毒；最後是釋放，子代病毒釋放到宿主細胞外。
這一次來襲的新型冠狀病毒，其入侵步驟也是如此。以第一步的「吸附」為例，該病毒所要識別的，是人類呼吸道和肺部細胞表面的「血管緊張素轉化酶2」(ACE2)。中科院武漢病毒所研究員石正麗團隊近日在《自然》雜誌發文證實了這一點。
截至目前，人們對新型冠狀病毒的認識還很不夠，儘管科學家在一些機理問題上取得一些進展，但還有很多臨床表現尚未找到原因。
新病毒比SARS狡猾在哪兒
「狡猾！」「詭異！」這是林炳亮對新型冠狀病毒的一個最初印象。
他告訴記者，截至目前，人們對新型冠狀病毒的認識還很不夠，儘管科學家在一些機理問題上取得一些進展，但還有很多臨床表現尚未找到原因，如潛伏期患者具有感染性、無症狀患者也有感染性、某些患者特別是重症患者持續排毒時間較長等，都是其「狡猾」「詭異」之處。
如今，科學家基於糞便已經檢測出新型冠狀病毒核酸，糞口傳播途徑的「可能存在」引發注意；此外，氣溶膠傳播途徑的「可能存在」也陸續受到關注。林炳亮說，這些都在進行科學研究，相信很快會有結果。
「認識它，自然是好事，對普通民眾來說，如廁前後規範洗手，蓋好馬桶蓋再衝水，小區檢查下水道是否暢通，做到這些就會大大減少感染的機會。」林炳亮希望，通過後續加強臨床治療和科學研究，加深對新冠肺炎及病毒的認識了解，慢慢揭開它「詭異的面紗」。
在他看來，這次疫情發展的速度和傳播能力之所以如此強，有多方面的原因——
一是新型冠狀病毒感染的肺炎疫情初期流行時，人們對這個新疾病的傳播途徑認識不足，導致疫情擴散。二是新型冠狀病毒感染的肺炎存在潛伏期感染和無(輕)症狀感染患者，患者沒有或僅有輕微症狀，容易漏診，如何找出這類傳染源是疫情防控的一大挑戰。最後一點，則是新型冠狀病毒感染的肺炎作為一種新的疾病，人群普遍對它沒有免疫力，導致疫情流行初期的「所向披靡」。
而這，又牽出另一個追問：面對新冠病毒的來襲，人體的免疫系統究竟能起到何種作用？
人體如何反擊病毒
一種病毒要想入侵人類體內，要突破「重重防線」，而人體也終將發現它們的存在，然後「奮起反抗」——這就是人體的免疫機制。
「打噴嚏、咳嗽、咳痰，這些都是免疫細胞與病毒作戰的表現。」中國免疫學會副理事長、中國醫學科學院基礎醫學研究所副所長黃波告訴記者，人類的呼吸系統儘管是一個與外界相通的開放系統，但這個系統從頭到尾有多個環節，均部署免疫細胞「重兵把守」，防禦病毒入侵。
據他介紹，新型冠狀病毒感染人體時，通過鼻腔和口腔進入到人體咽喉部後，將進一步蔓延氣管及更細的支氣管，進而到達肺泡。不過，這些病毒進入肺泡的每一步，都會遭到免疫細胞的「防禦」和「監視」。
具體來看，人體氣道表面的大部分細胞，都含有「像刷子一樣」的細長纖毛，這些纖毛表面還有能夠分泌黏液的杯狀細胞，這些黏液能夠包裹病毒，並依靠纖毛向上推動，經氣道從口腔內排出——這個過程就是人們日常所說的「咳痰」。當然，咳出的痰上，也就沾著不少病毒顆粒。
「如果病人出現乾咳症狀，則在一定程度上說明，病毒突破氣管、支氣管部位的防線，侵入到了肺泡，肺泡部位的免疫細胞，同樣會被激活。」黃波說，如此一來，一整套環節中的免疫細胞都會被激活，釋放細胞因子如白介素-1、白介素-6和腫瘤壞死因子等，直接刺激體溫調節中樞，導致機體發熱。
這也是為什麼病毒感染後，人類會有發熱症狀，並且成為一個驗證感染的關鍵指標。
此外，病毒入侵肺泡後，如果引起大量肺泡上皮細胞死亡，其釋放的死亡物質，還會進一步刺激免疫細胞，引發更強的發熱反應——具體表現就是持續高熱。
「發熱反應其實也屬於人體的一種保護機制，一方面過高溫度能夠抑制病毒複製，另一方面，溫度升高能夠增強免疫細胞的防禦能力。」黃波說。
除了發熱症狀外，這次新型冠狀病毒感染的部分病人，還出現了腹瀉等胃腸道症狀。黃波說，這是由於咽喉與食道相連，部分病毒可能通過咽喉部進入到消化道，通過感染腸上皮細胞以及激活腸道免疫反應，產生相關症狀。
不管年輕人免疫系統功能有多麼好，不良生活方式如不規律作息、通宵玩手機、吸菸、飲酒以及旅途疲勞等，都能導致免疫功能臨時紊亂，從而給病毒帶來可乘之機。
症狀為何輕重不同
那麼，為什麼感染者會有不同的反應症狀？答案在於每個人體內免疫系統功能有強有弱。
黃波告訴記者，大多數年輕患者表現為輕症，正是因為他們的肺部上皮細胞狀態較為良好，對病毒入侵的天然反應迅捷有效。他們的免疫細胞功能完整、良好，即便被新型冠狀病毒感染，也可能不出現臨床症狀或者症狀非常輕微。
老年人的情況則不然，隨著年齡增長，人的機體功能開始退化，在應對病毒時，肺部上皮產生幹擾素會「慢半拍」，產生的量也會少一些，這意味著，它們的免疫細胞釋放幹擾素以及吞噬病毒的能力會有所下降，於是人體整體抗病毒能力下降。
「如果老年人還有心血管疾病、糖尿病等基礎性疾病時，其免疫系統功能更是薄弱，抵禦病毒的能力更差，更容易被病毒感染。」黃波說。
目前來看，此次新型冠狀病毒感染所致死亡患者，大多是老年人並且患有其他基礎性疾病。
黃波說，正是由於這些患者抗病毒的免疫力低下，從鼻腔、咽喉部到氣管和支氣管等諸多環節，未能將病毒「有效阻擊」，使得病毒侵犯肺泡，導致共用的肺泡血管壁膜受損，血管裡的血液進入到肺泡，導致缺氧，引發危重病情。
當然，這並不意味著年輕人就可以高枕無憂了。
在黃波看來，不管年輕人免疫系統功能有多麼好，不良生活方式如不規律作息、通宵玩手機、吸菸飲酒以及旅途疲勞等，都能導致免疫功能臨時紊亂，從而給病毒帶來可乘之機。
「人的症狀輕重，也和入侵的病毒量有關。」黃波說，當病毒短時間內大量入侵機體時，即使是健壯的年輕人，其機體免疫系統也可能沒法控制住全部的病毒。
這時，人類免疫系統的「最佳助攻」——藥物和疫苗就要登場了。
藥物研發急不得？
面對新型冠狀病毒肺炎疫情發展的嚴峻形勢，由各類機構和企業研發或篩選的「候選藥物」「候選疫苗」頻頻被曝出，備受關注。那麼對這類病毒，是疫苗的預防作用更明顯，還是藥物治療的效果更佳？
「疫苗解決的是保護易感人群、群體防護的問題，而藥物僅僅是針對患者，是個體。」林炳亮在接受記者採訪時說，從長遠來看，應該以疫苗為主，這對疫情控制或發生意義重大；但現階段來看，重點是早發現、早診斷、早治療，所以儘早研發或找到有效治療藥物「很重要」。
然而，新藥的研發並不容易。
「大家都希望能儘快有好的藥物，來對付這突如其來的不速之客，但我們必須清楚地認識到，藥物的研發、生產、應用有基本的規律和時間要求。」中科院上海藥物所管麗專門在網上撰文，來回應人們對於特效藥的迫切期待。
一般情況下，新藥研發從無到有，要歷經藥物發現、臨床前研究和臨床試驗「三部曲」，最後才能進入醫藥市場用於治療疾病。
這其中，最後一步「臨床研究」，則又細分為Ⅰ期臨床試驗、Ⅱ期臨床試驗、Ⅲ期臨床試驗和IV期臨床研究即藥物上市後監測4個階段，細說起來可謂步步荊棘，成功者鳳毛麟角。
「很多人可能會有疑惑，緊急關頭，我們不能縮短藥物研發的時間和標準嗎？」管麗說，可以加快研發速度，但仍要遵循新藥研發規律。藥物的研發是一項周期長、投資高、風險大的系統工程，每一個環節都來不得半點錯誤。
管麗給出一組數據：一個創新藥物從實驗室研究到最終上市可能需要10年；據不完全統計，全球的各大製藥公司對於一個創新藥物的資金投入，從最初到研發上市花費金額平均高達20多億美元；從實驗室研發出潛在有效的化合物，到最終在臨床確定有效，並能夠應用到市場的藥物，可能1萬個活性化合物苗子中，才能有一個化合物最終上市。
難度之大，可見一斑。
在沒有疫情暴發的情況下，科研人員從拿到實驗室可用的疫苗開始，到疫苗可以商用，將歷經一個「遠大於一年」的漫長過程。
分離疫苗毒株才邁出第一步？
至於疫苗的製備，所需的時間可能更長。
「前不久，新型冠狀病毒的毒株已經分離出來，這為疫苗的研發提供了可能。」林炳亮說，一般來看，疫苗從研發到最終應用還要很長一段時間，希望越快越好。
減毒活疫苗和滅活疫苗，是疫苗中的主要兩類。這其中，前者顧名思義就是病毒經過各種處理後， 毒性減弱，但仍保留其免疫原性，將其接種到人類身上，引發機體免疫反應，達到預防作用。至於滅活疫苗，則需對病毒進行一次培養，徹底「殺死」該病毒同時保留其毒株特徵。
「這也是科學家要在疫情暴發初期，爭取第一時間拿到活毒株體的一個原因。」中科院微生物所博士馬越說，由於病原體的突變率不同，比較從不同病人身上分離得到的活毒株，也是一件非常重要的事。
不過，即便科學家已經掌握了可用的疫苗毒株，從研發到可以注射防疫，還要歷經很長一段時間。
根據馬越的說法，在沒有疫情暴發的情況下，科研人員從拿到實驗室可用的疫苗開始，到疫苗可以商用，將歷經一個「遠大於一年」的漫長過程。
在疫情暴發的當下，這個時間或許會大大縮短，甚至會有「綠色通道」。不過馬越說，「還是需要時間，科研人員爭分奪秒，日夜奮戰，就是在和時間賽跑。」
理想的抗病毒藥物，是既能作用於病毒增殖周期的某個或幾個環節，予以幹擾或阻斷，又不影響宿主細胞的正常代謝。
打敗細菌的抗生素為啥不管用
除了病毒，人類還有一個敵人——細菌，細菌感染曾一度成為人類最大的敵人，如當年被稱作「黑死病」的鼠疫，3年時間就使歐洲人口減少三分之一。直到抗生素的發現和推廣，人類才控制了細菌感染的暴發。
面對這次新型冠狀病毒肺炎疫情，有的人發出疑問：既然尚無特效藥，為何不能用抗生素治療？中科院微生物所科研專家對此回應道：抗生素對病毒是無效的，至於原因，則還要從細菌和病毒的結構不同說起。
細菌擁有細胞壁，還有自己的核酸複製機器和核糖體——這就給了抗生素機會，抗生素只要針對這些靶點設計，就能保證殺傷細菌，而對人類副作用很小。
相應地，病毒沒有細胞壁，沒有自己的核酸酶，也沒有核糖體，它所有的功能都要依靠宿主細胞來完成。這意味著，即便研發出能夠殺死病毒的抗生素，也沒有太大意義——因為，這種抗生素在殺死病毒的同時，也殺死了病毒所吸附的宿主細胞。
按照中科院微生物所科研人員的說法，理想的抗病毒藥物，是既能作用於病毒增殖周期的某個或幾個環節，予以幹擾或阻斷，又不影響宿主細胞的正常代謝。
比如常見的藥物「病毒唑」，就提供了大量核苷酸類似物，「偷梁換柱」地取代了正常的核苷酸，這讓病毒失去了複製能力，起到了抑制病毒擴增的作用。
科學家提醒道，面對病毒的治療，人類至今尚未找到像抗生素一樣普適性特效藥，也因此，積極的治療往往是調動人體自身的免疫能力去對抗病毒——因為只有生物本身，才真正懂得如何對抗生物。
由於病毒會變異，二次感染有可能發生，但概率會非常低下。這主要是由機體免疫系統的本質以及病毒變異的部位所決定。
會不會出現二次感染？
截至2月9日24時，據31個省(自治區、直轄市)和新疆生產建設兵團報告，確診病例35982例，累計治癒出院病例3281例。由於疫情還在持續，這些治癒者有可能再次接觸到導致疫情的元兇——新型冠狀病毒，他們會不會發生二次感染？
黃波說，由於病毒會變異，二次感染有可能發生，但概率會非常低下。這主要是由機體免疫系統的本質以及病毒變異的部位所決定。
具體來看，人類免疫系統由固有免疫系統和獲得性免疫系統兩大部分組成。當新型冠狀病毒侵犯呼吸道黏膜，固有免疫系統中的巨噬細胞，就會迅速「吃掉」入侵的病毒。如果固有免疫防線沒有被病毒攻破，免疫反應就會到此為止，病毒也就被打敗了。
如果固有免疫防線不幸被攻破了，獲得性免疫作為「替補」，就會馬上啟動。獲得性免疫是由T細胞和B細胞所介導，這兩類細胞通常「定居」在機體的淋巴結和脾臟，它們一旦被激活，將顯示極其強大的「殺毒」能力。
按照黃波的說法，當T細胞、B細胞和病毒的戰鬥結束後，會留下不到5%的效應性T細胞、B細胞，這些細胞在機體內存活幾年、幾十年乃至終身，這些細胞被稱作記憶性T細胞或記憶性B細胞。
「由於當前缺乏特異性抗病毒的藥物幹預，新型冠狀病毒肺炎患者康復基本上依賴於機體的免疫細胞——特別是激活的T細胞和B細胞。」黃波說，記憶性T細胞、記憶性B細胞會在體內長期存在，時刻監視最初感染機體的冠狀病毒再次入侵，防止二次感染。
通俗地說，這些記憶性T細胞或記憶性B細胞，在第一次見到病毒之後，即便過了多年，再次遇見該病毒，仍能夠一眼認出，從而啟動記憶反應。黃波說，這些細胞的記憶反應速度，如同固有免疫反應一樣迅速，可以將再次入侵的病毒迅速控制住。
人類的免疫系統將再次證明，它是消滅邪惡病毒的無冕之王。
提高免疫力到底有多重要
黃波認為，人類的歷史是一部與疾病包括病毒鬥爭的歷史，遠的例如天花病毒，近的包括脊髓灰質炎病毒，我們人類都最終戰勝了這些極其可怕的病毒。
在這個過程中，人類的免疫系統也在不斷進化，變得越來越強大。就此次新型冠狀病毒而言，大多數個體接觸到病毒後，並無症狀或僅出現輕微症狀，有的出現發熱胸悶等症狀，經一段時間後自行好轉；但是對於免疫功能不強或者低下者，病毒感染卻是一場嚴峻考驗。
對於這些人群，如何改善他們的免疫功能？
黃波建議，除了規律作息，當前可以食用一些具有增強天然免疫功能的食物，如香菇、枸杞、靈芝粉、黑木耳等。這些食材富含植物的多糖，能夠刺激天然免疫細胞表面，使得這些免疫細胞處於一種預刺激狀態，從而加強對病毒入侵的監視。
黃波通過記者呼籲：希望公眾明白了機體免疫系統對人體的保護機制後，能減少新型冠狀病毒帶來的恐懼和無力感。他說，「我堅信，人類的免疫系統將再次證明，它是消滅邪惡病毒的無冕之王。」
中青報·中青網記者 邱晨輝 來源：中國青年報