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谈谈狡猾的新冠病毒是怎么入侵细胞逃避免疫系统

2022-11-16 17:46

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        首先聊一聊病毒这个可恶的东西。病毒是最简单的能自我复制的生物,不过关于病毒是不是生物还存在不同看法。细胞是没有思想意识,只是生化过程的复杂集合,被遗传编码,以及细胞组分间的化学反应所驱动。细菌也是如此,这种蛋白质有各种神奇的行为,但某种意义上是没有细胞那么复杂。


        但病毒并不是如此,病毒只是个壳子,里面装着少许几条遗传编码和一些蛋白分子而已。它们是完全依赖其他真正的生物而“活”。


        病毒是何时或具体怎么出现的,我们不得而知,不过它们很可能非常古老:几十亿年前,当所有生物的共同祖先还存在于地球上时,就已经有病毒了。有些科学家认为病毒时生命涌现的必经阶段,有些则认为约在15亿年前,某种远古细菌没有往复杂的方向演化,而是选取了变简单的路径,然后成了病毒。按后面那种说法就是病毒曾经是生物,但选择退出了生存竞争:它们决定节省能量,减少麻烦,不再构建功能完整的细胞,转而依赖其他生物供养。


        事实上,病毒或许是地球上最成功的存在。据估计地球上有10³¹个病毒——100万亿亿亿。


        疑问来了,新冠病毒怎么会那么成功扩张,如何做到的?它们没有新陈代谢,不会对刺激做反应,也不能自我增殖。病毒太基本太简单了,不可能主动取做任何事。它们其实就是飘在环境中的颗粒,靠运气等着撞上倒霉的宿主身上了。


        如果所有其他生命形式都灭绝了,病毒也会随之消亡。它们需要细胞并且真正的活细胞,来为它们做那些算得上“活着”的事情。甚至有些科学家建议把病毒微粒只看作是处于复制阶段的结构。就像精子细胞一样,而被病毒感染后的细胞才是真正的生命形式。不管怎样,病毒都是鬼鬼祟祟不怀好意的入侵者,专为寄生而存在,而细胞并不想被它们感染。为了不断扩张自己扩大领域,病毒会利用一个所有细胞共有、生物绝无可能护卫周全的弱点:攻击受体。


        受体是细胞用来识别蛋白质的部分,覆盖了细胞约一半的表面,还可以和环境相互作用,协助细胞内外物质的运转,是细胞必不可少的成分。病毒的外壳上长者特殊的蛋白质刺突,可以和宿主细胞表面的某类受体结合。这意味着病毒不是任何细胞都能黏附,这些细胞必须有它们可以黏附的受体才行。每个病毒上都有许多不同的蛋白拼图块,它只能和恰好有匹配受体的细胞结合。病毒不会攻击所有细胞,是有专长,专门攻击特定的猎物。这对人类还算好事,因为世界上病毒种类非常多,但能感染人类的病毒只有两百种左右。


        病毒感染目标细胞后,会无声无息地接管细胞。不同种类病毒感染的机制有很大差异,不过大体上是病毒把遗传物注入宿主细胞内,让宿主细胞不再生成细胞自身的东西,转而开始生产大量的病毒。有些病毒并不会导致宿主细胞死亡,而是把它变成持续制造活体病毒的工厂;另一些病毒则会迅速将宿主细胞消耗殆尽。通常8-72小时后,细胞的物质就全部被变成了病毒的组件,进而被组装成新的病毒,直到整个细胞被几百到几万个新生病毒占据。


        有了外壳的病毒会通过出芽的方式离开宿主细胞,也就是说它会“掐下”一点细胞膜来作为自己的另一重保护壳。还有的病毒会导致感染细胞解体,释放出细胞内容物,这其中包括细胞被“洗脑”后制造的大量新病毒,这些病毒随后会去感染更多的细胞。


        细胞要是有意识就会非常害怕病毒,你可以想象有些蜘蛛不是在墙上爬,而是飘在空中,想趁你一个没注意就飘进你的嘴里,钻进你的脑子,强迫你体内制造出几百只小蜘蛛,直到你整个身体都被蜘蛛占据,随后皮肤裂开,这些小蜘蛛从里面爬出来,再去感染你的亲朋。病毒对细胞的占据行为正如这些可怕的蜘蛛了。


        致病的病毒非常擅长躲避免疫系统,因为它们有绝招:繁殖得无比迅速。这也意味着,没有什么变异或突变能快过病毒。病毒结构非常简单,基本没有细胞那些复杂机制来防止突变,所以它时时刻刻都在突变。


        总的来说,生物发生不利突变的概率比有利突变要高。不过病毒却有着惊人的增殖率,每个增殖周期生成的病毒数量也极大,因此在每个被感染的细胞中,几千次病毒突变中出现一个大大有利于该病毒生成的突变,概率都相当高。总的来说演化策略是:蛮力尝试,撞对为止。效果非常明显。


        也因此,免疫系统大肆投入,打造病毒防御系统。


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