新冠病毒相关生物医学知识和治疗方案——白话版
posted on 17 Feb 2020 under category 生命科学
简单总结一下最近几天囫囵吞枣来的新冠病毒相关知识(非常不严谨)。
新冠病毒进入身体后,病毒的触角通过结合细胞膜上的ACE2蛋白,骗过细胞膜,进入细胞。最近研究发现,新冠病毒和ACE2结合能力比SARS强10-20倍,说明传染力远高于SARS。
ACE2(血管紧张素转化酶2) 有一个兄弟ACE(血管紧张素转化酶)。ACE像油门,ACE2像刹车,二者互相配合,调控细胞生成适量的血管紧张素,维持细胞生理平衡,并控制血压。
ACE2蛋白在人体肺、心、肝、肾等很多器官中都存在,所以病毒不仅攻击肺,也入侵心、肝、肾等重要器官。
病毒和ACE2结合后,进入细胞时顺手破坏了ACE2。汽车没有了刹车,ACE就发疯了,细胞平衡被破坏,细胞功能受损。
新冠病毒是RNA病毒,进入细胞后释放出RNA链,并在细胞内 RNA聚合酶 等多种酶的帮助下,复制出更多RNA链,生产出更多新的外壳、触角,再组装出多个新病毒。
细胞内病毒越来越多,细胞破损,病毒跑出来继续感染更多细胞。
被新冠病毒感染、破坏后的细胞,没法正常工作,会产生一种 自噬 因子,通知免疫系统:我被破坏了,杀掉我吧。
免疫系统中的巨噬细胞、杀手T细胞等闻到自噬因子后,向出问题的细胞集合,并干掉这些细胞。
杀掉出问题细胞同时,会释放出多种因子(某些化合物)。这些因子是信号兵,有些因子会通知免疫系统生成更多免疫细胞来杀敌,有些因子会提高血管和淋巴管流量,便于输送免疫细胞前往战场。
战场硝烟弥漫,血管和淋巴管流量大增,死掉的细胞尸横遍野。如果战场在皮肤,就是红肿、流脓;如果在肺部,就是肺炎。
人体免疫系统中除了信号兵和杀敌战士,还有一只导弹部队(抗体)。导弹种类繁多,多达数十亿种,一种导弹专杀一种敌人,任何一种入侵敌人(病毒、细菌、或变异的人体细胞)都可以找到一种专门导弹。
导弹有两种杀敌方法,一种是直接找到敌人特征信号(例如新冠病毒的触角)粘上去。敌人被粘上越来越多的导弹,寸步难行,无法再入侵细胞。
更厉害的是,导弹粘上敌人同时会摇晃小旗,告诉其它无法识别敌人的免疫细胞:这里有坏蛋,向我开炮!
导弹虽好,但有一个问题,平常储备并不多。只有当敌人入侵后,收到信号兵的警报,才开始根据敌人的特征,定制并扩充生产线(B细胞),大量生产导弹。
敌人入侵后,感染细胞、发出信号、定制并扩充生产线、大量生产导弹,走完这几步大概需要几天时间。所以,很多小病往往不吃药,几天就会好。
敌人消灭后,定制好的导弹生产线会一直保留下来。下一次同样敌人入侵时,导弹生产速度会快得多。
如果杀敌战士和导弹不能及时干掉病毒,病毒感染了大量的细胞,就会产生连锁反应(因子风暴):细胞被感染 -> 释放自噬 因子 -> 免疫细胞杀敌 -> 释放更多的因子 -> 吸引更多的免疫细胞 -> 释放更多的因子 ……
战场急剧升温,免疫细胞杀红了眼,不仅会干掉病毒和被感染的细胞,也会伤害附近的正常细胞,导致多器官衰竭。这时虽然可能检测不到病毒,但病情其实在急剧恶化中。
上面简单介绍了新冠病毒引发肺炎的步骤,根据病毒每一步的特征,也许可以找到一些针对性治疗方案(未经临床验证,仅供讨论):
新冠病毒入侵时会破坏ACE2蛋白,打破“ACE vs ACE2”平衡。沙坦或普利类高血压药物可以抑制ACE或抑制血管紧张素,也许可以避免细胞因为ACE2受损而被破坏,缓解病情。
不同的RNA片段,对应不同的RNA聚合酶,对新冠病毒基因测序后,可以找到对应的RNA聚合酶,如果恰好有抑制这些RNA聚合酶的药物,那么就可以抑制病毒复制。这就是瑞德西韦(人民的希望)和克立芝的治病原理。
治疗疟疾的氯喹类药物,有抑制自噬因子,缓解免疫系统反应的功能,从而缓解炎症,为导弹生产争取时间。
适量的激素类药物,也可以有效抑制炎症。
治愈患者体内存在针对性抗体,献血后提取出抗体(并经过一系列复杂的处理),注入病人体内,可以帮助病人消灭病毒。
如果提取或生产出病毒的特征物,将无害化的特征物注入体内,就可以提前刺激人体产生针对性抗体,避免病毒感染。这些无害化的特征物,就是疫苗。疫苗研发、临床实验、生产,至少需要几个月的时间,远水解不了近渴。
因子风暴触发免疫系统疯狂攻击病毒感染的器官,是导致病情危重甚至死亡的主要原因。如果可以抑制免疫因子,就可以抑制因子风暴,缓解器官损伤。据研究,因子风暴主要构成是IL6因子,IL6因子同时是风湿、过敏等疾病的关键因子,所以治疗风湿的IL6抑制剂托珠单抗可能可以缓解危重病人病情。
大家在各种临床治疗方案中,不一定能看到上面这些药物。这是因为以上各种讨论都只纸上谈兵,或者只有少量的细胞或老鼠实验结果。临床面对的是一个个活生生的人,很多还是危重病人,各个器官可能都有问题,需要非常小心。这时医生会倾向于使用自己熟悉的方法,这样医生对病人的各类反应和对应抢救方法更有信心一些。