大家好,我是木易。这几天在家持续关注着新型冠状病毒的新闻,一种新型复杂病毒的出现,要想短时间内研制出特效药甚至疫苗是非常难的。目前对于疫情最有效的控制方法,还是从源头上预防,再加上医学上的辅助,另外就是依靠人体自身的免疫系统。今天我们就来聊聊病毒和免疫系统的战争那些事。
令人闻风丧胆的病毒究竟是如何侵入人体的,而我们的免疫系统又是如何与之作战?详细看完这篇文章后,我们会对这次疫情有更微观的了解。
首先要说细胞与病毒之间的战争,并不只是发生在今天,它是地球上最早最原始的战争,在40亿前的远古时期,两者的厮杀就已经开始了,并且一刻都没有停止过。而在40年后的今天,对于病毒,我们的免疫系统已经进化出了天罗地网式的防御机制,我们每个人身上都有120万亿个细胞,它们组成我们的大脑、肌肉、器官以及身体的每个部位。而每个细胞内部都有一座构造精妙的微型工厂,他们分工明确,各司其职,蛋白质组成了这座微型工厂的骨架。其中马达蛋白则像是一个勤劳的搬运工,它的任务就是每天不停的运送人体所需的各种养料,要维持工厂运转需要能量,这些能量则来自于“发电机”-线粒体。其表面都有无数个每分钟旋转1000多次的涡轮,由他们来给我们全身充电,要维持整个细胞精密的运作,还需要一个发号施令的厂长,这个厂长就是藏在细胞核内的DNA。这些链状的DNA被整理成一个个基因,每一个基因可以看作是一条指令,指挥其他工人们在什么时候生产什么样的东西,这些指令经过解读后,又会变成200多万种功能迥异的蛋白质。细胞内有高效的资源回收机制,用错或者多余的蛋白质会被“粉碎机”-蛋白酶体分解运送到细胞表面。
在这里他们将接受检察官的检查,而这个检察官就是我们体内免疫系统的守护者-白细胞,它会检查这些蛋白质碎片有没有损坏或感染的情况,一旦有问题就会立即建立起保护机制,消灭敌人。以上就是一个细胞正常的运作流程,看起来分工非常合理,秩序井然,不过这只是细胞在没有病毒侵害的情况下的工作状态,而接下来他们将会面临一个宿敌的侵害-腺病毒。
和这次的冠状病毒一样,它的传播途径同样主要是飞沫传播,人的皮肤是第一道抵御他们入侵的防线。但我们也有致命的弱点,就是我们的嘴巴、鼻子、眼睛都是裸露在外的,通过揉眼睛、擦鼻子等行为,无形中病毒就已经入侵了。这种病毒设计精良,他们的目标只有一个,就是侵入细胞核,然后疯狂复制。不过就在病毒侵入的同时,我们体内的防御机制也已经开始了。
体内的第一道防线来自于抗体,Y形蛋白会首先识别入侵者,一旦确认对方是病毒就会立即黏附在其身上,并且将许多病毒连环镣铐在一起,让正在巡逻的白细胞把它们变成盘中餐。所以抗体和白细胞组成了人体内免疫系统的第1道防线,这道防线看起来非常智能,不过也只是能抵御一部分入侵者,还是会有成千上万的病毒接着冲向第2道防线。
第二道防线是细胞膜,这是细胞的动态保护层,包含着大量掌管物质进出的监控蛋白质。要想进入它需要一整套复杂的流程,像病毒这样的大分子想进入细胞膜,需要一把特制的钥匙,细胞膜表面的哨兵会识别出这把蛋白钥匙,没有钥匙的病毒会封锁在细胞膜之外。不过经过数十亿年的进化,腺病毒早已经进化出了自己的伪装钥匙,此时之前的Y型蛋白还会附在病毒表面,它们会封锁一部分的伪装钥匙,即便有钥匙,还是无法进入,不过这道防线也有漏网之鱼。
慢慢的细胞膜表面的哨兵们被欺骗,没有钥匙的病毒开始潜入细胞内部。此时细胞内还有第三道防线开始发挥作用,它就是细胞中的核内体,核内体相当于一个分拣站,为了便于运输和分配,它会释放出一种酸,将进入细胞的大分子分解成小分子,并且能将病毒直接侵蚀。这本来应该是腺病毒的死期,但道高一尺魔高一丈,这道防线依然不能完全抵御侵袭。
此时有一部分腺病毒也已经进化出了应对之策,它们会释放出一种特殊的逃离蛋白质,粘附在核内体的内壁,然后它们会直接撕裂壁膜,溜之大吉。而接下来它们要去的就是此行的目的地:细胞核。尽管此时它们离细胞核只有5微米,但好消息是经过层层抵御,现在他们已经失去了自行移动的能力,只是散落飘散在细胞内部,再也不能发起主动进攻。
而到了这一阶段,虽然90%的病毒已经无力回天,前功尽弃,不过接着最危险的事情还是来了。
前面说了马达蛋白是细胞内的搬运工,专门给细胞核搬运养分,此时的病毒分子虽然无法自主对接马达蛋白,但经过数亿年的军备竞赛,它已经进化出最适合依附于马达蛋白的精确结构。就这样,勤劳的搬运工就这么被层层伪装的病毒分子忽悠了。它们以每秒100米的速度冲向细胞核,这就是最心动魄的时刻。之前科学家们都以为细胞的防御机制到此为止,到了这一步细胞就再也无法阻挡病毒入侵了。但在近两年研究发现,其实并非如此,在细胞内部还有第4道防线,这道防线我们可以理解为定点击杀。
在细胞核周围还有一种名为TRIM21的特殊蛋白质,它专门在附近寻找携带Y型蛋白的病毒,而一旦找到就会继续依附在病毒上,加重标记,并且通知粉碎机蛋白酶体过来消灭,接着无数的蛋白酶体闻讯赶到,像电钻一样,将病毒纷纷绞生碎片,此时细胞内会进行一场激烈的大战,当然我们自己对此一无所知。
这种TRIM21的发现也是医学上对抗病毒的新途径,我们或许可以通过药物促进免疫系统,制造更多的TRIM21来识别病毒,再把它们定点击杀。
但要知道,即使有了这道防线,我们依然不能高枕无忧,因为之前核内体已经把病毒分解成了无数个微小分子,但是个别的病毒分子上可能是没有依附Y型蛋白的,TRIM21也就无法识别,而这些病毒将会畅通无阻的迈向细胞核,而只要有一个病毒进入了细胞核,理论上就可能感染全身。
此时病毒分子离细胞核只有千分之一微米,但它们想进去依然不简单,细胞核表面遍布着大量的核孔,这时病毒要再次伪装成营养分子,然后核孔上的蛋白触角会把他拉入孔内,另一边的马达蛋白以为是遇到了障碍物,开始带着病毒向反方向移动,就在这番拉扯中病毒分子被撕裂了。
看起来这又是病毒的死期,但这其实恰恰是它的诡计。因为此时病毒分子所携带的DNA链已经进入了目的地-细胞核,此时一场大战开始真正的打响。
前面说了细胞核是细胞用于发送命令的办公室,里面住着厂长DNA,但此时真厂长已经被劫持。病毒所携带的DNA开始发送毁灭细胞的指令,核糖体接到指令开始疯狂复制病毒蛋白,接着细胞的给养被停止,病毒也开始了掌握绝对的主动权。
一场血腥的屠杀正在细胞内进行,不过别灰心,即便到了这一步,人类还是有希望的。因为在细胞正常工作被叫停前,DNA还是利用了最后的时间向外界发出了信号,马达蛋白会携带一个装有病毒碎片的囊泡逃到细胞膜外,向外界发出该细胞已经被攻克的警告。正在一旁巡逻的白细胞如果发现了警告,将会把病变的细胞和内部的病毒大军一起消灭。但如果它没有发现,病毒还是会在体内继续扩散。
时间过去24小时,我们假设最坏的情况已经发生,白细胞没有发现警告,病毒已经在细胞核内疯狂繁殖。此时一个细胞核内已经复制出了上万个病毒,但他们要想传染其他细胞还得面对两层障碍-细胞核膜和细胞膜。接着病毒会释放出两种蛋白质,第一种是破坏蛋白,用于摧毁细胞的骨架。第二是腺病毒死亡蛋白,用于削弱细胞核膜的坚韧度。因为死亡蛋白的原因,细胞核膜开始慢慢不堪重负,最终炸裂。成千上万的病毒一同涌出,开始侵蚀周边其他细胞。
到了这一步,第1个被感染的细胞已战败死亡而告终,但要知道我们人体有120万亿个细胞,所以真正的战争才刚刚开始。
即使真到了这一步,我们也还是有希望的,因为在这些病毒冲出细胞膜之前,我们体内的抗体也已经完成了改造,重返战场。此时他们已经装上了针对这一病毒量身定制的特殊武器,数量庞大的抗体会阻挡相当部分的病毒,另一边白细胞也已经收到了之前发出的警告,正在赶来的路上。大量的巨型白细胞会追捕、吞噬周边逃逸的病毒,而与此同时,人体免疫机制也识别出了病毒的存在,我们体内的安全系统开始自动提高级别,负责生产抗体的细胞会快速生产专门针对这种病毒的抗体,并且会以每秒钟5000个的速度复制出大量的白细胞。这些抗体和白细胞将涌入血液和细胞间隙,拓展出抵御病毒的层层防线。为了确保万无一失,白细胞还会吞噬周围所有可能被感染的细胞,而且病毒周边健康的细胞也会主动做出牺牲,他们将毁灭自己以阻止病毒的传播。
所以我们应该对自身的免疫系统有自信,其实我们体内的病毒与细胞正在进行着史诗般的对决,在绝大多数时候人类还是能够取胜并且康复的。
这次 所讲的腺病毒就因为免疫系统的层层阻击,导致最后入侵行动以失败告终。亿万年来细胞与病毒的战争从未停止,相信看完前面的部分,我们能感受到病毒有多狡猾,而我们的免疫系统有多周全。这其实都是数10亿年间两者相互对抗,各自迭代后的结果。病毒与细胞它们无时无刻都在进行着军备竞赛,也都在永无休止的迭代与进化。
是病毒把我们的细胞变得如此复杂,也可以说是病毒把我们塑造成了今天的样子。
诺贝尔医学奖得主莱德伯格说过一句话:同人类争夺地球统治权的唯一竞争者就是病毒。的确,根据历史数据来看,瘟疫带来的人口灭亡人数让人瞠目结舌,而且病毒不会消失,只会无数次的带着最新版本卷土重来,SARS、MERS、埃博拉、新型冠状病毒,敌人每一次都来势汹汹,并且总是越来越狡猾。说了这么多,不是让我们悲观绝望,而是希望每一个人都保持敬畏生命、敬畏未知,并且在谦逊的同时我们也不要盲目自卑,因为在病毒无数次迭代与进化的同时,我们的免疫系统也没有闲着,它也同样在一刻不停地进化着!
茅越锋利,盾越坚固。它们是相辅相成互相锻造的关系!写这篇文章的意思是想要告诉大家,首先,我们要力争做好万无一失的预防措施,从源头上避免病毒侵入,但如果必有一搏,我们也要保持乐观,不必恐慌,选择相信医学,相信人类身经百战的免疫系统。的确,面对宇宙苍穹,人类太过渺小,面对微观世界,我们又有太多未知,但也正因如此,我们才更应该不亢的同时亦不能卑,保持敬畏的同时,也要保持相信。
昨天出门,发现整条街道没有一个人,一辆车,天上太阳明晃晃,却感觉是在晚上。这是长这么大以来从来没有过的体验。冠状病毒这次给我们带来的教训实在太惨痛,但如果我们已经身处凶险丛林,能做的唯有保持勇气与乐观,时时警惕刚毅作战。
最后致敬所有的白衣天使、医护人员,所有奔忙在一线的公务人员,还有在终日奔忙的外卖员和快递员们。此时,神州大地已经进入春天了,希望在不同寻常的春天里,我们所有人都能被温柔以待。等疫情彻底结束的那天,我们每个人都能摘掉口罩,笑声爽朗的走出家门,可以重新拥抱与握手。可以去看看正在怒放的青山与大地,去感受泥土的芬芳和清风徐来。武汉加油,中国加油。
好了,今天就说到这,感谢大家多多支持,喜欢文章的朋友欢迎给个关注或点赞~~~
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