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问吧精选︱人体怎样与病毒搏斗?

2020-03-27 01:19:36
新冠肺炎持续蔓延,人类自身的免疫系统正遭受新的挑战。不同于抗生素对细菌感染的强大疗效,人类对病毒性疾病的对抗,几乎完全依赖免疫系统自身。美国圣路易斯华盛顿大学免疫系博士后刘甜甜近日做客澎湃问吧,详解病毒、新冠病毒及人体免疫的运作机制。刘甜甜博士毕业于武汉大学生命科学学院,致力于抗病毒天然免疫研究。 病毒的目的是杀死宿主吗?人体免疫系统如何发挥作用?怎样提升免疫力,多喝牛奶有用吗?打免疫球蛋白有效吗?可以提取治愈患者的血清来治病吗?我们精选了一部分问答。(一)病毒:跟宿主细胞抢资源的“寄生者”若水:病毒与细菌有什么区别?刘甜甜:病毒和细菌的区别有很多很多。它们的大小不同,病毒比细菌要小得多。它们的结构不同,细菌有细胞结构(而且和人的细胞不同,有细胞壁结构),而病毒只有一个蛋白质外壳包裹着遗传物质。细菌可以独立生存,但是病毒不行。从我们现有药物来说,一类典型的抗生素是专门抑制细菌细胞壁合成从而杀死细菌的。病毒都不是细胞,更没有细胞壁,所以这类药物对病毒不会有效果。②③④⑤⑥柒:病毒有自我意识吗?(比如思考,规避危险)刘甜甜:我不知道病毒会不会主动规避危险,但是太嚣张的病毒注定活不长久。一种病毒如果过于强大,在太短时间内彻底打败宿主,导致宿主死亡,它就没有机会把自己的后代传播出去,会跟着一起消亡。机智的病毒相反造成感染却不致病,能一直和谐地和宿主共生下去。这能算主动规避危险吗?你。:病毒的目的是什么?当免疫系统无法识别出病毒,或者无法战胜病毒的时候,是否意味着宿主会死亡?是否能让病毒进入免疫系统的白名单,不产生免疫反应?让宿主不发生过度的免疫反应?刘甜甜:我觉得病毒的目的只是单纯的为了继续存在下去。它自己是没有办法产生后代的,必须感染某种宿主才能复制,才能继续存在于这个世界上。另外病毒离开宿主细胞存活时间很短,如果宿主死亡,它也会跟着死亡,所以它必须让被感染者把自己传播出去。因为免疫系统认识所有跟自己不一样的生物,理论上来说不存在免疫系统无法识别的病毒。对于无法战胜的病毒,由于宿主的寿命也是有限的,也可能存在免疫系统无法战胜病毒,但病毒并不引起严重疾病,直到宿主因为别的原因寿终正寝。我并不知道有办法能够把某种特定病毒加入免疫系统的白名单。但是临床治疗中,可以使用激素类药物或者免疫抑制剂整体抑制免疫系统的活性,从而让宿主不发生过度的免疫反应。铜豌豆之见路不走:能不能研制出专门针对人种或某个个人的病毒?为了某种目的,比如说《三体》中,三体人专门针对罗辑开发的病毒,对他人无害,对罗辑来讲就会要命。刘甜甜:从理论上来说,病毒感染的发生必须要能够与宿主细胞上的受体结合,也就是病毒专有的钥匙必须匹配上被感染者细胞上的锁。人类作为一个物种,基因组是很保守的,所以细胞表面的蛋白也应该是一样或者高度相似的。想要找到某一个人特有的锁,从而设计出有针对性的钥匙怕是有点难。确实是科幻小说里的情节。《三体》wangyunb07:刘博士,请问病毒快速检测试剂盒的原理和工作机制是什么?刘甜甜:每一种生物,不管是病毒,大白菜还是人类,都有一套自己的密码。每个新型冠状病毒的密码都是一样的,但是新型冠状病毒和流感病毒的密码就不一样,和大白菜或者人类就更不一样了。病毒快速检测试剂盒所做的就是去读取这个密码,如果能从患者体内读取到新型冠状病毒的密码,就可以说正在被这个病毒感染着。世间路:网上新闻说回家后勤洗手,给衣物消毒,洗手没问题,衣服要怎么消毒?尤其在消毒液和酒精都缺的情况下。刘甜甜:如果没有去过医院等地方,没有与患者长时间共处,只是日常为了杀死潜在的沾染的病毒的话,使用正常洗涤剂,水洗就可以清除病毒了。半是烟脂半是云:有什么方式可以杀灭病毒而不伤害人体?谢谢!刘甜甜:想要杀灭病毒而不伤害人体,目前已知的策略至少有以下几种:1. 使用针对这种病毒的疫苗。这种方式不是直接杀死病毒,而是教会免疫系统认识病毒,从而在病毒感染发生的初期启动强大的免疫反应,迅速清除初期的少量病毒,不给它们兴风作浪的机会。2. 研发针对该病毒的抗体。这种方式也不是直接杀死病毒,而是通过抗体与病毒的结合,使病毒失去感染能力,进而促进细胞外病毒被迅速清除。这种方式对人体没有伤害,也能有效缓解感染,缺点是对已经感染进入细胞的病毒没有作用。3. 病毒感染的第一步需要病毒能够与细胞上特异性受体的结合。这个必要条件解释了为什么世界上有许多种病毒,但只有一小部分能够感染人类。如果我们能研发出药物阻断这一步骤,虽不是直接杀灭病毒,确是从源头上阻断了感染的发生,理论上来说,这种方式也不会对人体造成伤害。有一部分抗体的作用原理也就是如此。4. 想要直接杀灭病毒而不伤害人体,我们的药物需要针对的是病毒生存必须要做,而我们人体细胞不做的事。对于新冠病毒而言,确实有至少这样一件事。新冠病毒作为一种单链RNA病毒,为了产生后代,必须要能够复制自己的单链RNA。可是人体细胞不一样,采用双链DNA作为遗传物质,整个生命进程中都不需要从单链RNA复制出单链RNA。所以这是一个非常好的药物靶点。针对该靶点的药物已经在研发过程中了。雨农:刘老师您好!我是武汉的一名高三学生,高中生物知识中已经初步涉及了人体的免疫系统功能,如果免疫系统没有摧毁掉抗原的话,在病毒的整个生命进程中它自身会有怎样的变化?我了解到新冠病毒是一种单链RNA病毒,并可以进行转录和翻译,请问它在指导蛋白质合成的过程中,到底是哪一步对人体有极大的危害性?以及我们可以通过抑制哪一步来抑制病毒?期待您的解答!刘甜甜:粗略来说我们可以认为病毒的主要结构包括病毒内部的遗传物质(对于新冠病毒而言是单链RNA)和包裹在外面的外壳(主要由蛋白质组成)。在病毒感染宿主细胞以后,它的遗传物质会从外壳中释放出来。病毒的生命过程也就是复制过程中主要做两件事。一方面它需要把自己的遗传物质复制,制造出很多很多份的遗传物质。另一方面它需要制造新的外壳,这主要通过转录和翻译完成。接下来它把遗传物质和外壳组装起来,许许多多新的病毒就产生了。我们并不认为是这其中的哪一个步骤对人体有很大的危害性。只不过病毒做这每一步的事情都是在跟宿主细胞抢资源。我们自己的细胞正常生长也需要复制遗传物质,也需要转录翻译。病毒自己是没有原材料和工具的,它用的全部都是我们宿主细胞的。当病毒把原材料和工具都抢走,用来制造它需要的东西之后,严重情况下我们的细胞就会死亡。另一方面有些病毒组装好之后,需要爆破宿主细胞才能被释放出去,这也会造成宿主细胞死亡。最后我们为了清除细胞里面的病毒,会主动杀死被病毒感染的细胞,这个过程中不可避免的也会对身体造成损伤。这个世俗ii:最看个视频,上面说病毒与人相互共生,还说比如鼻病毒,偶尔让人的鼻子塞一下。而新的病毒不知道新宿主的具体免疫能力,所以不知道“下手轻重”。请问,真的是这样吗?刘甜甜:研究表明有一些病毒会感染人体,进而引发疾病,但是会被免疫系统彻底清除。有一些病毒感染人体以后会把自己的基因组整合到人的基因组中。也有一些病毒感染人体以后并不引起症状。但是值得注意的是,虽然体内确实有大量的病毒与人体处于所谓的共生状态,但其中的一大部分并不直接感染人体细胞,反而是寄生于人体内的细菌中生存的。至于新病毒我觉得更大的可能性是我们一直都在接触各种各样,致病性强度不一的新病毒。那些不引起症状的我们可能就不知道它们来过,而新冠病毒是我们正好遇见了一个感染能力、传播能力比较强、下手比较重的毒株。(二)新冠病毒:不速之客花仙子爱游泳:新冠病毒为什么特别棘手?刘甜甜:其实很大程度上新冠病毒能够快速传播的原因是因为它是新出现的病毒,我们前期对它完全不了解,才给了它广泛传播的机会。另外经飞沫和接触传播的方式在日常生活中相对比较难防控,就有点像大流感爆发的时候,如果没有能够使用的疫苗,传染是比较难以控制的。Stun:无症状病毒携带者是不是免疫力很强大?是不是就是最可怕的超级传播者?就像前两天安阳那名女性一样,携带病毒却无症状,结果传染给了家人和亲戚。想问问您存不存在这样的个体?无症状且可以与病毒为伍?刘甜甜:无症状病毒携带者有可能是接触到的病毒数量特别少,不足以引起症状,也有可能免疫力确实不弱,能够遏制住病毒的为非作歹。免疫学里并没有超级传播者这个说法,但是我觉得这两个概念应该是不一样的。至少非典期间典型的超级传播者都表现出了明显的疾病症状。我们的免疫系统彻底清除病毒需要时间,有的时候是几天,也有的时候是几周。在您举的这个例子里,这位无症状携带者只是很不巧的在这个时间段内把病毒传染给了其他人。HUGO卓杰·顺美:您好,像2019nCoV这些病毒,是一直都存在在这个世界上的吗?还是某种已知的病毒变异而来的呢?如果是前者,为什么我们一直都没有跟它相遇过?如果是后者,是否意味着人类跟病毒的抗争永无止境(因为病毒可以有无限种变异)?那么我就产生了第二个问题了,病毒加入真的能无休止地变异,又如何能准确划分病毒的种类呢?第三个问题是,病毒的变异真的是随机的吗?它们仿佛很有意识在做什么,谢谢。刘甜甜:您好,因为现在已经发现的能够感染人类的冠状病毒包括2019nCoV在内总共只有七种,我们只能知道2019nCoV不是由前面六种变异而来。至于它是不是一直存在暂时无从知晓。如果它一直在,以前没有感染到人类最大的可能性就是它以前寄生的宿主与人类并无交集。不管是哪种情况,从目前来看人类可能需要一直与病毒抗争下去。我觉得对于病毒种类的划分更多的是方便我们对它的研究,找到它的亲戚能帮我们推测它的特点,更有目的的去寻找治疗药物。就像会一直出现新品种的苹果,新品种的梨,偶尔也会出现个苹果梨。我觉得没有必要非划分一下苹果梨是苹果还是梨,知道自己想不想吃它就好了。(纯属个人意见)我认为病毒变异应该是随机的。之所以让人感觉它有意识是因为那些发生对病毒不利变异的个体慢慢被淘汰了,感觉上像是有意往对病毒有利的方向变异。Creep-:刘老师您好。关于2019-nCoV,是哺乳动物群体内感染么?所以人也可以传染给其他哺乳动物么?哺乳动物是否也可以传染给非哺乳动物?如果家里的宠物接触到患者,也需要隔离观察么?刘甜甜:您好!2019-nCoV是冠状病毒大家族中的一员。我们现在只知道这个家族的病毒可以感染多种哺乳动物和鸟类,但是每一种特定的冠状病毒能够感染的物种都可以是不一样的。2019-nCoV出现的时间太短,我们现在还不知道是谁传染给人的,也不知道人可不可以传染给其他哺乳动物。只有说我们给很多患者的家养宠物做过核酸检测(就是现在确诊新冠肺炎所做的检测),发现它们在没有接触过其他动物的情况下会受到感染,我们才能下结论说人可能传染给宠物。可是现在疫情防治是第一位的,我们暂时不太可能去给很多宠物做这个检测,也就没有办法得到结论。总的来说,我们还不了解2019-nCoV,只能从经验上说,冠状病毒家族的成员存在哺乳动物间的传播,目前没有证据表明哺乳动物会传染给非哺乳动物。对于家里的宠物,对不起,因为没有证据,我没有办法给出建议。(三)免疫:人体的斗争流浪的左心房:病毒进入人体后,人体是如何抵抗的,什么情况下战败,什么情况下战胜呢?刘甜甜:病毒进入人体后,人体的抵抗分为两个层次。第一个层次在被病毒感染以后马上就能开始发挥作用,主要通过产生“干扰素”帮助尚未被病毒感染的细胞抵抗病毒的感染。感染并不严重的情况下“干扰素”和它诱导产生的抗病毒蛋白就足以清除病毒了。对于大部分我们表现出症状的病毒感染,人体需要启动第二个层次的免疫反应。这第二个层次主要做两件事,一方面产生抗体结合细胞外的病毒,使得它们不能去感染别的细胞,另一方面为了杀死细胞里的病毒而主动杀死被感染的细胞。双管齐下,最终清除所有病毒。病毒感染人体以后,病毒和免疫系统的比赛就开始了。病毒忙着不停复制自己,不断感染更多的细胞,被感染的细胞多了,相应组织器官就会出现损伤。同时免疫系统一刻不停的忙着清除病毒。在人体组织器官出现严重问题,威胁到生命以前,如果所有病毒都被成功清除了,并且组织器官得到了修复,人体就战胜了。Lynne8509:对于一些单链容易产生变异的病毒,我们的免疫系统怎样进行识别和工作?刘甜甜:我们的免疫系统分为两个层次。第一个层次识别的是病毒区别于人体细胞的共有特征。比如说免疫系统见到病毒的单链RNA,就知道我们被感染了,无论病毒怎么变异,它依然还是单链RNA病毒,我们的免疫系统还是认识它。第二个层次识别的是每种病毒特有的细节,比如这个病毒带的帽子是圆形的还是方形的。我们的免疫系统无时无刻不在识别和清除外来入侵者。每遇见一种新的病毒,大约需要一周左右的时间来认识它,并且产生专门针对它的有效武器。对于容易产生变异的病毒,就有可能本来我们已经花了一周时间认识了圆帽子的病毒,也可以迅速清除它。结果它一变异,变成了方帽子。那没有办法,在我们的免疫系统眼中,我们遇见了一种全新的病毒,我们又需要花至少一周的时间才能造出清除新病毒的有效武器。澎湃网友QBz673:既然这种病毒是让人体免疫系统杀死自己的肺细胞,那么医护人员最终是如何让病人痊愈的呢?是不是削弱自身的免疫系统,再用药物进行抑制并杀死病毒的呢?刘甜甜:其实不是病毒让人体免疫系统杀死自己的肺细胞,而是免疫系统为了杀死细胞里面的病毒,必需杀死被病毒感染的肺细胞。免疫系统在这里主要做两件事。第一,产生抗体结合并清除所有细胞外的病毒。第二,为了杀死细胞里面的病毒而杀死被病毒感染的细胞。当所有的病毒被清除以后,人体会开始修复受到损伤的组织器官,比如肺。当修复完成,病人也就痊愈了。Sunway:日常的一些流感病毒,人体自愈以后是不是会产生抗体?再也不会因为这个病毒而生病?刘甜甜:人体自愈以后如果被完全相同的病毒二次感染,不太会因此生病,因为我们有了认识这个病毒的记忆细胞,它能在下次遇见这个病毒的时候迅速产生大量抗体,清除病毒。所以大部分得过水痘并且痊愈的人终身不会再因为它而生病。但是像流感病毒,基本一直都在变异,去年冬天流行的流感病毒和今年冬天流行的流感病毒几乎可以肯定是不一样的。有可能我们的记忆细胞并不认识它,所以我们还是可能会得流感。唐颂985:如何才能让自身的免疫能力变得强大?刘甜甜:如果能够有针对新冠病毒的疫苗教会免疫系统认识这种病毒,真正遇见它的时候免疫系统的反应速度和强度会有一个很大的提升。在疫苗被开发出来之前健康的身体就会有最好的免疫系统,我们能做的是合理膳食,规律睡眠,常常锻炼。Helensijie:请问多喝牛奶和吃合生元益生菌有益于免疫力提升吗?刘甜甜:多喝牛奶和吃益生菌对提升免疫力并没有太大的帮助。从饮食的角度来说,营养均衡更为有利。Crystal:什么叫广谱抗病毒药?怎么又说双黄连口服液抗新冠病毒了?刘甜甜:广谱抗病毒药应该说是我们致力于寻找的能有效预防和治疗多种病毒感染的药物。双黄连口服液作为一种中药制剂,成分复杂。它对新冠病毒的预防和治疗效果尚有待证实。一只根号二:您好。我想请教您两个问题。1.人类的免疫系统每天面对着各种各样的病毒,为何对新型冠状病毒的免疫力如此的低?新型冠状病毒的作用机制和普通的病毒有什么不同?2.在这次疫情中,可否通过对治愈患者记忆细胞或者抗原的提取制备疫苗?刘甜甜:第一个问题:人类的免疫系统每天面对着各种各样的病原体,包括细菌,真菌,病毒,寄生虫等。其中病毒造成的威胁可能并没有那么多。这有至少以下两个原因:1,病毒作为一种严格的寄生生物,在体外数小时内就会失去感染能力。土壤、水源中可以有细菌、真菌生长,却不会有太多具有感染能力的病毒存在,日常生活中接触到病毒的机会并不多。2,自然界中存在许多种类的病毒,但只有有限的种类能够感染人类。就好像每种病毒拿着一把特殊的钥匙,只有人类细胞上有对应的锁时感染才可能发生。这次新冠病毒之所以能在短时间内广泛传播,一是因为它是新出现的病毒,我们前期不了解它的传播方式,也不清楚被感染者和隐性传播者的具体症状,没能做到及时的防控;二是因为它不巧是能够通过飞沫和接触传播的,在我们全无防备的情况下,这两种传播途径的速度是惊人的;三是因为没有症状的隐形感染者也能传播新冠病毒,这使得阻断传播变得更加困难。不过我们现在已经掌握了快速确诊新冠病毒感染的技术,也采取了严格的隔离治疗措施。在新冠病毒感染病例并不多的地区,这样的措施应该是能够把大流行控制在萌芽阶段的。对于新型冠状病毒的作用机制我也不太了解。第二个问题:治愈患者的记忆细胞或者“抗体?”并不适用于制备疫苗。首先治愈患者的记忆细胞对于另一位被感染者而言也是外来入侵者,没有办法在别的患者体内存活并发挥作用。然后治愈患者体内的抗体确实是能有治疗效果的,但是抗体只能带来被动防护,不能作为疫苗教会其他患者的免疫系统主动攻击新冠病毒。付尚:请问人类对哪些病毒拥有免疫功能?这次的病毒会获得免疫力吗?刘甜甜:我们的免疫系统并不是针对某几种病毒设立的,甚至不仅仅是对病毒设立的。免疫系统会不带偏见的攻击所有外来入侵者,比如细菌、真菌、病毒,甚至是器官移植手术中得到的宝贵器官。也就是说人类对于所有病毒都是拥有免疫功能的。但是被不同的病毒感染可能会有不同的结果,比如流感病毒有时只引起轻微的感冒症状,埃博拉病毒却有很高的致死率。不同人被相同病毒感染,甚至同一个人在不同状态下被感染都可能产生不同的结果,这取决于病毒和免疫系统的对抗中谁先取得了胜利。现在已经有不少轻症患者通过居家隔离修养,没有接受过多干预治疗就恢复了健康,这表明我们的免疫系统是具备清除新冠病毒感染的能力的。(四)疫苗、策略和希望鱼好大的鱼:疫苗研制需要经历哪些过程?为何研制成功要好久好久?刘甜甜:第一步我们需要先分离得到新冠病毒,这一步我们已经做到了。然后我们选定策略筛选出潜在的候选疫苗,这一步主要是在实验室中完成的。假设我们在实验室中能够筛选到有效的候选疫苗,接下来很重要的步骤是验证它的实际效果和毒副作用。一般会先在动物身上试用,证明有效且毒副作用较小才能寻找志愿者在人身上试用。只有通过多轮试用,疗效远超过毒副作用的疫苗才能投入生产和使用。这其中潜在疫苗的筛选过程需要多久是没有人能保证的,有好多病毒到现在也没有找到能用的疫苗。假设我们很快找到了候选疫苗,它的每一轮适用都是以数月计算的。而且只有很小一部分疫苗最终能够被使用,大部分都因为效果不佳,或者毒副作用太大被淘汰掉了。Crystal:新冠病毒治愈患者这么多,能提取血清用以治病吗?刘甜甜:理论上说治愈患者血清里的抗体是有治疗效果的,可是实际操作起来不太可行。患者被治愈以后,他/她的免疫系统刚刚打赢了一场大的战役,需要休息。因此治愈患者体内的抗体水平会不断下降。这种下降不会对这位患者造成影响,如果他/她再次遭遇病毒,能够以极快的速度产生新的抗体消灭病毒。可是这样低水平的抗体想要用来治疗别的病人就太难了。澎湃网友rU7fYv:对这种新型冠状病毒,让某种药物与免疫球蛋白或者其他受体结合,阻止病毒在体内进行基因的表达,从而不会导致人体的某些靶器官或靶细胞受到侵入!这种治疗方法有效嘛?刘甜甜 :如果能有药物阻断病毒与我们细胞上受体的结合,病毒确实就没有机会进入细胞了。这种策略是有效的。(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)

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