首页 > 新闻中心 > 领域资讯
科普:冠状病毒在我们体内做了什么?
——
2020-02-20 医用光谱质谱研究室 编译
 

关于新型冠状病毒,虽然很多方面尚不清楚,但可以肯定的是:它不同于常见的感冒病毒,与当年的严重急性呼吸道综合症(SARS)和中东呼吸综合症(MERS)一样,这些人畜共患冠状病毒会给我们的整个机体带来一场风暴。新型冠状病毒与SARS基因有较高的相似度,以至于国际病毒分类委员会将它标记为SARS-CoV-2,世界卫生组织最初将它临时叫做2019-nCoV,随后则正式命名为COVID-19。一旦感染上COVID-19,我们的身体究竟会发生什么?通过分析当年的SARSMERS经验以及目前的一些COVID-19早期研究结果,或许能给我们带来一些参考与启发。

一、肺:原爆点

对大多数患者来说,与流感一样,COVID-19是一种呼吸道疾病,它往往通过咳嗽或打喷嚏以飞沫的方式在密切接触者间传播,也会引起流感症状:开始可能是发烧和咳嗽,也能发展为肺炎或重症。

当年SARS爆发后,世界卫生组织报告SARS侵袭肺部通常包括三个阶段:病毒复制、免疫过度反应和肺部损伤。但是,并不是所有SARS病人都经历全部阶段,事实上只有25%的SARS病人有呼吸衰竭,这是重症的典型特征。根据COVID-19的早期数据,大约82%COVID-19病例都是轻微症状。

COVID-19似乎遵循了严重急性呼吸综合征的其他模式,在第一阶段即感染初期,新型冠状病毒迅速侵入人体肺部的两种细胞:一种是制造粘液的分泌细胞,另一种是带有头发样绒毛的纤毛细胞。前者产生的粘液可保护肺组织免受病原体的侵害,并确保呼吸器官不至于干涸,后者纤毛细胞伸缩拍打周围的粘液,以清除肺部的花粉或病毒等碎片。SARS喜欢感染并杀死纤毛细胞,纤毛细胞随后蜕落,病人呼吸道充满了碎片和液体。新型冠状病毒COVID-19也可能发生同样的情况,因为许多患者双肺出现肺炎并伴有呼吸急促等症状。

第二阶段是人体免疫系统启动。一旦病毒侵入,我们的身体会向肺部大量注入免疫细胞来清除损伤并修复肺组织,以此来抵抗疾病的侵袭。正常情况下,这种免疫炎症过程会受到严格的调控,并且仅限于感染区域。但有时免疫系统会失控,以至于免疫细胞也会杀死健康组织,并产生更多的碎片阻塞肺部,引起肺炎的加重。

若肺损伤持续累积则会导致第三阶段的呼吸衰竭。据世界卫生组织称,当年SARS会造成肺组织穿孔,肺部甚至呈“蜂窝状”,这些孔洞可能是免疫系统过度反应造成的,形成了既保护肺组织却又会使肺部僵硬的疤痕。这种情况发生时,病人常常不得不借助呼吸机来辅助呼吸。同时,炎症也使肺泡和血管之间的膜更具渗透性,使得肺泡充满液体,影响了血液摄氧能力,在严重的情况下,肺基本上是被液体浸没,造成了无法呼吸,最终可导致SARS患者死亡。类似过程也可能发生在COVID-19患者身上,有待临床观察与科研检验。

二、胃:共用的入口

当年SARSMERS爆发期间,近四分之一患者出现腹泻,这是人畜共患冠状病毒的一个显著特征。但是,为什么呼吸道病毒会影响肠道呢?当一种病毒进入我们的身体时,会通过细胞外蛋白“受体”通道门去寻找它最喜欢的人体细胞,一旦在细胞上找到匹配的“受体”,病毒就可以入侵。有些病毒对它们选择的通道门很挑剔,但另一些病毒对通道门的选择有点杂乱,它们很容易就能渗透到所有类型的细胞中。

SARSMERS病毒都能进入肠道/大小结肠内膜上的细胞,感染似乎在肠道内蔓延,有可能造成损害或液体渗出从而导致腹泻。目前,腹泻和腹痛的COVID-19病例很少,还不知道新型冠状病毒是否也有同样的胃肠道感染方式,但是,已有研究表明COVID-19SARS侵袭使用了相同的胞外“受体”通道门,而我们的肺和小肠中又可以找到这种“受体”,并且在粪便样本中也检测到了新型冠状病毒,这提醒我们要小心新型冠状病毒的排泄物传播,尽管还没有定论。

三、血:细胞因子风暴

2014年的一项研究显示,92%MERS患者至少有一种肺部以外的冠状病毒感染体征。事实上,三种人畜共患冠状病毒都出现了全身爆发的迹象:肝酶升高、白细胞/血小板计数减少、低血压。在极少数情况下,病人会遭受急性肾损伤和心脏骤停。一直以来,有学者认为:这不一定是病毒本身在全身扩散的迹象,有可能是产生了细胞因子风暴。

细胞因子是免疫系统使用的充当警报信标的蛋白质,它们负责将免疫细胞召集到感染部位,杀死被感染的组织,以救护身体其余部分。在面临威胁时,人类依靠免疫系统冷静调控去合理应对,可是,在失控的冠状病毒感染期间,免疫系统无调节地将细胞因子倾倒到肺部,杀灭变成了“不分好坏、不认敌我”,免疫系统不仅攻击被感染的细胞,而且也攻击健康组织。细胞因子风暴产生的炎症,会削弱肺部血管、引起液体渗入肺泡,造成呼吸困难、血液富氧下降。

这种影响也可延伸到肺以外,一旦风暴渗透到循环系统,会造成多个器官系统性问题。此时,病情可能会急剧恶化,一些最严重的COVID-19病例,细胞因子反应以及向身体其他部位输送氧气能力的降低,可导致多器官衰竭。科学界还不清楚为什么有些病人会出现肺部以外的并发症,可能与心脏病或糖尿病等潜在疾病有关。

四、肝:附带损伤

医生们已经看到了SARSMERSCOVID-19患者有肝损伤症状,通常是轻微的,但重症病例会导致严重的肝损伤甚至肝衰竭。

一旦病毒进入了我们的血液,它们就可以到达身体的任何部位。肝脏是一个血管丰富的器官,因此冠状病毒可以很容易地进入我们的肝脏。肝脏主要工作是对离开胃后的血液进行处理,包括过滤掉毒素、创造机体可利用的营养。肝脏还能分泌胆汁帮助我们的小肠分解脂肪,肝脏含有的酶能加速体内的化学反应。在我们的身体里,肝细胞不断死亡并释放酶进入血液,同时肝脏每天都在迅速再生出新的细胞。因为这种再生过程,肝脏可以承受很多损伤。

当年的SARS和MERS患者一个常见特征是血液中的酶水平异常升高,这是一个警示:如果是轻微的肝损伤,肝脏会很快恢复;若损伤严重则可能导致肝衰竭。

科学界还不能完全理解这些呼吸道病毒在肝脏中的行为。病毒有可能直接感染了肝脏,通过复制杀死了肝细胞;或者,身体对病毒的免疫反应在肝脏产生了严重炎症,可能造成了肝细胞被附带损伤。无论哪种方式,肝衰竭不是当年SARS患者死亡的唯一原因,当肝脏衰竭时,通常病人不仅有肺部和肝脏问题,而且可能还有肾脏问题,此时变成了全身感染。

五、肾:各种因素都关联

当年,6%SARS患者和足有25%MERS患者遭受了急性肾损伤,根据国际肾脏杂志2005年的一项研究,最终91.7%的带有急性肾功能损害的SARS患者会死亡。研究表明新型冠状病毒也能做到这一点,虽然相对少见,但却能致命。

像肝脏一样,肾脏也起着过滤血液的作用。每个肾都充满了大约80万个肾元,肾元就是微型蒸馏单元:其中的过滤器用来清洁血液,肾小管则将有益物质送回身体并将废物以尿液方式送到膀胱。

人畜共患冠状病毒似乎对肾小管影响最大。当年SARS爆发后,世界卫生组织报告说,病毒在肾小管中被发现,这能引起肾小管发炎。如果病毒在我们血液里,在肾小管中探测到病毒并不罕见,当肾脏不断地过滤血液时,有时肾小管细胞会捕获病毒并造成短暂的或轻微的损伤。但是,如果病毒侵入细胞并开始复制,这种损伤可能会致命,好在没有SARS病毒在肾脏中复制的证据。

当年SARS患者的急性肾损伤可能是多种原因造成的,包括低血压、脓毒症、药物或者代谢紊乱;同时,导致急性肾功能衰竭的重症病例显示了被推测的“细胞因子风暴”迹象;急性肾功能衰竭有时可由抗生素、多器官衰竭或者呼吸机连接时间过长引起。各种因素之间是相互关联的。

六、孕产:冠状病毒

目前,我们对新型冠状病毒知之甚少,可是我们却淹没在不断更新的相关信息的汪洋大海之中,这是互联网时代的无奈。医学期刊已经发表了这次爆发的新型冠状病毒的几项研究,就科研的最新进展而言,可谓是史无前例!当研究人员忙于反馈公众关切的时候,一些研究更多的是受到质疑;与此同时,新闻机构也在报道每一个事态的发展。所有这些在互联网上转载,试图对所有信息进行分类,找出哪些是真该支持的、哪些是推测性的、哪些是明显错误的,是非常困难的一件事情。从虚拟网络中去辨别真相的确是一项糟糕的挑战。

例如,武汉一家医院报告,两名婴儿的新型冠状病毒检测呈阳性,其中一名婴儿出生后仅30小时。这个令人不安的消息传播出来,便提出了一个问题:孕妇是否感染子宫内未出生的婴儿?这种疾病是否在分娩期间被传染?是否通过母乳喂养进行传播?

当年SARSMERS爆发期间,有许多孕妇病例,但没有观察到SARSMERS母婴传播。当然,紧急情况下,在一个感染就诊人满为患的医院生产,存在着新生儿被传染冠状病毒的可能性。

事实上,《柳叶刀》上的一项研究报告了新型冠状病毒没有从母亲传给孩子,武汉9名患有COVID-19肺炎的妈妈们均活产下了自己的宝宝,对这些孕晚期的孕妇来说,没发现体内母婴感染传播证据。

 

编译主要参考资料:国家地理网站等。                                                                                2020220编译

  文档附件
 
版权所有 © 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心 医用光谱质谱研究室
电话:+86-0551-65595311 地址:安徽省合肥市蜀山湖路350号 邮编:230031