服務創新電子報

認識並打敗規則破壞者新冠病毒COVID-19

此次抗疫戰爭面對的是一群隱形的殺手,正因為看不到他們(新冠病毒COVID-19),我們更應該瞭解並掌握其各個面向,徹底認清它們才有辦法戰勝並且全身而退。

引爆全球肺炎恐慌大流行的新冠病毒COVID-19,他以最簡單的構造繁衍生命;在能量利用、遺傳物質、甚至在尺寸和形狀各層面,堪稱極簡主義者、超級完美寄生者與規則破壞者,這逼得我們一定要好好認識它。

新冠病毒COVID-19在電子顯微圖上呈現的真實面貌。(圖片來源:wikipedia)

極簡主義者、超級完美寄生者與規則破壞者

地球上所有生命都需要持續不斷的從環境吸收能量,維持生存、繁殖後代。而病毒卻完全破壞了這條法則。因為在宿主細胞之外,病毒根本就不需要、也沒有能力表現出任何生命特徵,它本質上和環境中的沙子、灰塵沒有什麼區別,所以也就不需要能量輸入來維持生存。

一般而言生物是用DNA儲存自己的遺傳信息。在繁殖的時候,會複製一份DNA傳遞給後代。而每一代生物也會利用體內的DNA,生產相對應的RNA分子,然後製造自己需要的蛋白質。這種遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白質的傳遞,就是所謂的生物學“中心法則”。

就病毒而言,這條法則真的徹底失靈。病毒記錄和使用遺傳信息的方式多種多樣。簡單的蛋白質外殼,中間包含著RNA訊息(新冠病毒在外殼表面布滿突出物方便吸附受體細胞),而複製時也較容易產生變異。對於病毒來說,唯一重要的使命就是利用宿主細胞的能量和資源自我複製、繁衍後代。

病毒兩個階段狀態

(一)病毒在進入宿主細胞之前,本質上稱得上是一種毫無生命的東西,它既不需要能量,也不消耗能量,不呼吸,不動,更不會繁殖後代,完全處在靜止狀態和一粒沙塵沒有多大區別。其構造主要就是蛋白質外殼和RNA等遺傳物質,這階段本身並不會引起疾病,安靜地等待寄生的機會。此階段依據環境狀態,可以活數小時到數十天,甚至在2014年,法國科學家就曾經在西伯利亞地表之下30米深的永凍土中,找到了三萬年前的活病毒。

(二)一旦進入宿主,就可以借助宿主細胞現成的能量和工具,立刻啟動繁衍的程式。這樣產生的病毒後代,會分批離開宿主細胞,回歸沉寂狀態,等待下一次入侵和繁殖的機會,這稱得上是超級完美寄生者。

其實對病毒而言,宿主細胞本身的狀態它們根本不關心,從邏輯上來說,宿主細胞健健康康地活著、持續幫病毒製造後代,應該還是最理想的狀態。所以病毒沒有動機一定要讓宿主生病,更別說死亡了。而在我們每個健康人的身體裡,都潛伏著很多種病毒。但是在很多時候,這些病毒能夠和人體細胞和平相處,不會對人造成傷害。問題是為什麼有時候會讓宿主生病甚至死亡?

如何致病?

新型冠狀病毒感染引發的反應,基本上和SARS冠狀病毒類似,是人體自身的免疫系統劇烈地攻擊那些攜帶病毒的人體細胞,比如說肺部細胞,會在短時間內破壞肺部和其他人體器官的正常功能,而導致人發病和死亡。

以目前的數據看來,感染新冠病毒者,80%為輕症而重症患者約占20%,為什麼會有如此差別?狀況還不是非常明確,以主要攻擊肺部細胞來說,目前的推判是如果肺部已經有損傷者,自體所產生ACE2會大量進入肺部救援,ACE2是細胞膜的受體,作用在於穩定血壓與內分泌等功能,然而冠狀病毒也正是必須結合ACE2受體,才能搭便車進入到細胞內繁殖,因此有一說自體ACE2越多越可能讓新冠病毒大量侵入人體器官。

如果病毒滯留在鼻腔和喉嚨中,頂多就是咳嗽和喉嚨痛而已,可是如果感染擴及肺部,病情就會一下變得非常嚴重。研究顯示有10%至15%的中度病例中,病毒沿氣管向下,落到肺的外周,攻擊兩種肺細胞──纖毛細胞,以及產生黏液的細胞,這種黏液可以防止病原體並潤滑呼吸道。

國家地理雜誌報導,研究冠狀病毒的馬里蘭大學醫學院副教授佛萊曼(Matthew B. Frieman)做了一個假設,COVID-19病毒會像SARS病毒一樣追捕纖毛。纖毛細胞會把如花粉或病毒之類的碎屑由肺部清除。如果它們因感染病毒而死亡,纖毛就會脫落,使患者呼吸道充滿液體和碎屑。到了這個階段,許多患者會呼吸急促,兩個肺葉都會發展出並不危及生命的肺炎,於是啟動免疫系統反應:免疫細胞充斥肺部,清除器官並修復損傷。

但在嚴重的情況下,人體可能會過度反應,不僅殺死受病毒感染的細胞,也殺死產生黏液的細胞和纖毛等健康組織。結果造成更多的碎屑阻塞肺部,使肺炎惡化。

對抗與解決之道

防治方法目前已朝研發特效藥與疫苗雙管並行,例如新藥瑞德西韋(Remdesivir),受到相當大的期待。陽明大學醫管所兼任教授張鴻仁分析,新冠肺炎的潛在選項,除了瑞德西韋這類的抗病毒藥之外,還有抗流感的阿比朵爾(Arbidol)、Avigan,抗愛滋用藥、治療瘧疾用的氯奎寧(Chloroquine)等。隨著疫情擴大蔓延全球,相信新藥上市的時程會大幅提前。

就疫苗而言,通常科學家會使用特殊的化學藥品除去或降低病毒活性,當病毒死去或減弱,就會當成外來入侵者或抗原注射到人體內,激發身體免疫系統防禦特定病毒。就是讓死毒疫苗或是減毒後的疫苗,先行進入人體,讓我們認識一下這個侵入物,藉此產生了免疫球蛋白G抗體,如果真的不幸感染新冠病毒COVID-19時,就不會有殺敵一百自損八千反應過度激烈的狀況發生。(文/盧懿娟)

 

Share
標籤:,

留下您的評論

Share