硬核科普:關於新冠肺炎的一切

這場突然爆發的新型冠狀病毒肺炎是如何發生和傳播的？死亡率和傳播速度有多高？如何降低被感染的可能性？在這支視頻中，我們會試圖回答你我關心的一切問題。

以下是本期視頻的文字稿和引用資料：

Part 1 感染

首先我們要知道，病毒是如何感染患者的。

病毒要進入細胞，細胞上就必須要有它對應的受體（Receptor）。比如愛滋病病毒 HIV 的常見受體是 CD4 蛋白，通常在血液裡免疫細胞的表面，所以 HIV 可以通過血液傳播，而不用擔心空氣傳播。

而這次新型冠狀病毒的受體和 SARS 一樣，都是血管緊張素轉化酶 2（ACE2）。這意味著病毒要感染人類，首先得接觸到有這種酶的細胞，完成受體結合。

而我們恰好有不少這種細胞就暴露在空氣中——黏膜。

黏膜的意義在於分泌黏液，保持溼潤。

我們的嘴唇、眼皮、鼻腔和口腔裡都有大量的黏膜細胞，當病毒以某種方式接觸到你的口腔黏膜，與受體結合，感染就開始了。

為了讓你理解接下來發生了什麼，我們做了一個簡化後的大致流程。

首先冠狀病毒的包膜會和細胞膜融合，釋放病毒遺傳物質——一段 RNA 單鏈。

這種 RNA 可以直接作為信使 RNA，騙過細胞裡的核糖體，合成 RNA 複製酶。

RNA 複製酶會根據病毒 RNA 生成 RNA 負鏈，這條負鏈會繼續和複製酶生成更多病毒的 RAN 片段和 RNA 正鏈，這些不同 RNA 片段又會和核糖體生成更多不同的病毒蛋白質結構。

最後，蛋白外殼和 RNA 會組合生成新的冠狀病毒顆粒，通過高爾基體分泌至細胞外，感染新的細胞。

每個被感染的細胞會產生成千上萬個新病毒顆粒，蔓延到氣管、支氣管，最終到達肺泡，引發肺炎。

感染完成後，傳播也不是難事。你三對唾液腺分泌的唾液會混合著來自咽喉等部位的呼吸道分泌物，讓包裹著病毒的唾液隨著你的噴嚏和咳嗽傳播到空氣中，接觸其他人的黏膜。

黏膜感染，飛沫傳播，這就是冠狀病毒為什麼這麼容易傳播的原因。

2019 年 12 月 8 日，一位來自華南海鮮市場病人因為持續 7 天的發熱、咳嗽和呼吸困難入院。5 天后，他沒有去過海鮮市場妻子也因為不明原因肺炎入院。

2020 年 1 月 1 日，華南海鮮市場關閉。1 月 2 日，41 名新型肺炎患者被確診。

此時喜迎春節的市民們還不知道，一場可能感染上萬人的瘟疫已經開始了。

Part 2 傳播

在這篇 1 月 24 日發表於《柳葉刀》的論文中，我們可以了解最早被確診的 41 名患者的具體情況。

《2019-nCoV感染患者的臨床特徵》

截至 1 月 22 日， 41 人中有 28 人出院， 6 人死亡。發燒和咳嗽是最常見的症狀，從起病到呼吸困難，平均 8 天。

在肺炎初期，人傳人的信號就已經很明顯了，這 41 人中有 14 人都沒有去過華南海鮮市場。

最早出現症狀的男士在到達武漢後的第 4 天開始發燒腹瀉，之後 3 天，他的老婆嶽父嶽母和也都開始發燒咳嗽。1 月 5 日，全家返回深圳，4 天后，沒有去過武漢的母親開始全身乏力。

最終，這個 7 口之家裡，6 人確診新冠肺炎，包括他沒有明顯症狀的兒子。

在密切接觸的家庭成員裡傳播冠狀病毒並不難。

首先是噴嚏，你會噴出 10000 個以上的飛沫，最遠傳到 8 米之外。

然後是咳嗽，1000-2000 粒飛沫，最遠 6 米。

最後，即使是平靜的說話每分鐘也會產生大概 500 粒飛沫。

這是你打出噴嚏後 0.34 秒的樣子。

綠色的是那些100 微米以上的大飛沫運動軌跡，因為足夠重，它們會在 10 秒內落在地上。而紅色的則是小飛沫們形成的霧雲。

它們會在空氣中迅速蒸發變小，成為乾燥的飛沫核。上皮細胞蛋白質會包裹著冠狀病毒，在空氣中漂蕩，接觸其他人的黏膜。

現在我們知道，在 2020 年 1 月 11 日之前確診的 295 人裡，只有 45 人去過華南海鮮市場，此外還有 7 名醫護人員。但在十天之後，人們才意識到要戴口罩了。

Part 3 口罩

從 2020 年 1 月 20 日開始，口罩就成為了稀缺資源。

看起來戴口罩當然是個好辦法，口罩的多層結構可以有效的阻隔大顆粒，而那些納米級的微粒又會因為靜電效應被吸附在內部纖維上。

所以，如果我們把顆粒的直徑作為橫坐標，過濾效率作為縱坐標，這些口罩的過濾效果實際上是一條 U 型曲線。

可以看到，最難過濾的其實是直徑 0.3 微米左右的顆粒。這也是為什麼大多數口罩把 0.3 微米的氯化鈉過濾能力作為測試指標，能在測試中過濾 95% 以上的就是 N95。

N95 的過濾效果當然最好，但即便是效果最爛的紗布口罩，對於 10 微米以上也就是我們頭髮直徑十分之一左右的顆粒，也能做到接近 80% 的防護率。

那飛沫核的尺寸到底有多大呢？

根據一份 07 年的論文，咳嗽產生的飛沫核尺寸 82％ 都集中在 0.74-2.12 微米。

這麼看，絕大多數飛沫核用普通的醫用口罩就已經夠了，而在美國 2800 多名流感醫護人員參與的一項隨機試驗中，佩戴 N95 口罩和醫用口罩的流感感染率甚至並沒有顯著差別。

所以，也別在意那些繁雜的口罩類型，品牌和各國標準了。相比是不是戴著 N95，更重要的是：你洗手了嗎？

洗手是因為你的手上很可能有活著的冠狀病毒。

以 SARS 病毒為例，在這份軍事醫學科學院的研究中，它們在玻璃、塑料、金屬上都可以存活至少 2 天，它們隨著飛沫留在各種地方，而你的的手很可能就會摸到。

然後你揉眼睛摳鼻屎的時候，病毒就會接觸到黏膜細胞，完成感染。

所以，洗手。洗久一點。

Part 4 勇氣

最後一個問題是，還會死多少人？

根據從 1 月 11 日到 1 月 31 日全中國累計確診和死亡人數的增長曲線。如果我們用總死亡數除以總確診數，可以得到一個 2% 左右的患病死亡率。

但這樣的計算方式並不準確。

根據前 425 名確診患者的數據，我們可以知道病毒的平均潛伏期是 5.2 天，從發病到就診平均是 4.6 天，就診到入院平均 4.5 天，而入院到 ICU 是 3.5 天，假設從 ICU 到死亡是 3 天，整個過程就是 21 天左右。

而如果就診 3 天后就能確診，那從確診到死亡大概是 8 天。所以，1 月 31 號的死亡患者大概在 1 月 23 號確診。

如果我們用湖北省 1 月 29 — 1 月 31 日這三天死亡的 124 人除以 1 月 21 — 1 月 23 日確診的 279 人的話，病死率高達 44.4%。

但因為湖北省的醫療資源緊張確診困難，很多老年病患發展到了重症才能確診，病死率肯定偏高。相比之下，除湖北省外全國其他地區的數據更能反映真實情況。

1 月 29 ——1 月 31 日，中國其他省份死亡患者共 3 人，除以 1 月 21 — 1 月 23 日確診的 260人，病死率在 1.1% 左右，確實不高。

如果按照這個病死率倒推 1 月 21 — 23 日的湖北感染者，那應該不是 279 人，而是 10700 人。

當然，這也只是一個非常粗糙的計算過程，樣本量小，也不一定那麼準確。但隨著未來數據的完善，病死率的結果會越來越清晰。

疫情爆發後，多家機構也陸續發布了對於新型冠狀病毒的 R0 值的預估，大多數都在 2-3 之間。

R0（Basic reproduction number）基本傳染數，意味著在不做幹預的情況下單個感染者傳播疾病的平均人數。

新型冠狀病毒的 R0 在 2-3 意味著每個感染者會將病毒傳染給 2-3 個人。這也是肺炎在初期開始爆發的原因。

但隨著外部環境的強幹預，這個平均傳染數會開始降低，比如 03 年 SARS 最初的平均傳染數是 2.9，然後在 2.0-3.5 之間波動，最後降至 0.4，直到完全消失。對於新冠肺炎，這條曲線也是一樣。

這場瘟疫讓我們所有人精神緊張，但實際上，倒黴的事情每天都在發生。

過去幾年，中國平均每年有 8.8 萬人死於流感引發的呼吸系統疾病，6.3 萬人死於交通事故，3.8 萬人死於安全事故。

只要我們邁出家門，去工地，去寫字樓，去流水線，風險就已經存在了。

我們當然應該把倒黴的概率儘可能降低，但我們之所以讚頌勇氣，是因為我們人類總是在明知風險的時候，仍然選擇做我們該做的事情。

最後我們來看一眼這場肺炎的主角——這個直徑在 0.1 微米左右的畸形圓球。

可怕嗎？我們已經知道了它的 RNA 序列、知道了它的感染機制、傳播機制、臨床表現和致死概率。

其實也沒那麼嚇人。

如果我們被這個嚇到，嚇到要鎖死來自武漢的鄰居，嚇到要攻擊陌生的求助者，嚇到要以謠言的名義讓大家不敢說話。那才是真的嚇人。

人類的讚歌是勇氣的讚歌，讚美所有還在認真工作的人們，希望新的一年，我們都能有更多勇氣。拜拜。

參考資料

1. MSF Canada. 「HIV/AIDS"

https://www.doctorswithoutborders.ca/hiv-aids

2. Huang, Chaolin, et al. 「Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China." The Lancet (2020).

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3. Chan, Jasper Fuk-Woo, et al. 「A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster." The Lancet (2020).

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https://youtu.be/VTUkjDfwLnU

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8. 中國疾病預防控制中心《中國疾病預防控制中心關於印發中國流感疫苗預防接種技術指南（2019-2020）的通知》

http://www.chinacdc.cn/jkzt/crb/bl/lxxgm/jszl_2251/201910/W020191017382174982602.pdf

9. 中華人民共和國國家統計局·國家數據·交通事故死亡