疫情防控不可放松
人体免疫系统和新冠肺炎
年至今新型冠状病*在全球肆虐给世界经济带来了严重打击我国在疫情防控中起到了带头作用积极应对与防治新型冠状病*肺炎并卓有成效现在大部分地区已经回归正常生活但我们不能放松警惕新冠疫情很有可能再次蔓延接下来的这篇文章将向大家介绍人体免疫系统以及新型冠状病*感染途径相关知识（一）细胞战场
健康的人体细胞是组成我们生命的基本单位，每个人大约有万亿个细胞。超过种细胞组成我们的大脑，肌肉，神经，以及各种器官，它们小到四万个细胞才与针头一样大，然而细胞内的世界比任何一座城市更加复杂，比任何一部科幻小说都令人惊叹，百万特殊的蛋白质分子组成了惊人的结构，承载了无数信息的的DNA乃是宇宙的奇迹。然而我们一直遭受着攻击，在此我以腺病*为例，腺病*乃是可以感染人体的20科病*之一。
我们走在路上，路人的打喷嚏飞溅出的一滴液珠就携带有数百万的入侵者，它们穿过人体的薄弱点-----眼睛、口腔、鼻......在生命诞生以来它们就与我们的祖先搏斗进化，直至今日我们之间的斗争也从未停息。
病*
这些外来的侵略者都是狡猾的致命机器，腺病*是其中之一，它们可以引起各种疾病，从一般感冒到肺炎，它们的目的是破坏细胞防御，并朝着细胞核一路前进。一旦到达细胞核，只要一个这种病*就能控制细胞核中所有健康的DNA，并替换成自己具有破坏性的DNA。但是作为多年的竞争对手，我们也有自己的防御机制。腺病*的目标是我们的鼻腔粘膜上的一个细胞，但在它们抵达目标外壁之前会遭遇大量的反抗者。白色的抗体在细胞之间的空旷地带巡逻，它们的任务是发现并中和病*，它们一旦发现病*，便紧紧钳住病*的外壳将他们连在一起，好让我们的“卫兵”白细胞更容易捕获病*，但抗体构成的坚固防线很快寡不敌众，成千上百的病*抵达了表皮细胞的细胞膜外，第二段入侵即将开始。
细胞膜
错综复杂的细胞膜是我们的第二道防线，没有人可以进去，除非细胞膜识别出它们无害，在这其中最复杂的运输方式是与营养物和蛋白质的运输，它们必须要有与细胞膜上的锁相匹配的钥匙，但经过上亿年的斗争中病*掌握了这把钥匙，抗体使大量的病*失去了这把钥匙，但仍有许多漏网之鱼，它们愚弄了表面的蛋白质，使它们误以为是重要的营养物质，细胞膜下的膜蛋白准备接受病*，只要有一个病*进入细胞核，它们就能克隆出一支大*。
即便被入侵，细胞本身也具有强大的防御机制。病*进入到细胞中，都会迅速被分拣站---核内体捕获。分拣站会立即处理捕获的物质，包括病*，以便于运输到细胞各处。第一步，核内体会将其分解。核内体的外壁与专门的蛋白泵相匹配，这种泵会释放氢正离子使核内体内部呈现强酸性，这种酸能把营养物质分解成更小的分子，以便于更好的在细胞间运输。酸会开始侵蚀细胞的外壁，病*会逐渐瓦解，这本应该对腺病*造成毁灭性打击，但实际上，这种酸恰恰也是病*逃脱计划的一部分。病*上用以附着细胞的外鞘是最先被分解的部分，但随着他们的瓦解，病*会释放一种蛋白质对核内体外壁发起进攻，破坏掉外壁后，病*自由了。不过不是每个病*都可以成功，抗体将一个病*五花大绑使它们无法从内部释放特殊的蛋白质，成千上万的病*最终死在了分拣站，但仍有部分逃脱。逃脱的病*在细胞内自由的漂浮，它们的离入侵细胞核的目标又近了一步，但90%的病*止步于此。
核内体
它们离细胞核只有五千分之一毫米的距离，但对于它们就像是有百万公里之遥，虽然细胞间仍有繁多的细胞活动，但大多与病*们无关，病*们无法自主移动，也无法利用细胞的发电站——线粒体所产生的能量。在每个细胞中，数百个线粒体产生供给蛋白质网络运行的能量，使得细胞能够正常工作。病*现在需要一点小小的帮助在细胞液中，存在着许多搬运工人，即动力蛋白正在等待着核内体中被处理的营养物质，这些动力腿能够捕捉任何有配对接口的分子，并在微管，也就是细胞内的公路上将它们捕捉的物质运到最终的目的地。病*在数亿年的进化中，成功产生了能够配对动力蛋白的精准接口。动力蛋白是自然界的奇迹以每分钟六千步的速度运动，必须放慢三十多倍才能看得清，它们通往细胞核的旅途相当于跑两个马拉松赛程，以奥运会短跑选手的速度跑完全程。但速度不能代表一切，细胞内的微管公路通向细胞核，但这条路上分布着无数的障碍，而且搬运工只能朝一个方向前进，有时候另一条微管阻挡了动力蛋白前进的道路，但有研究表明动力蛋白不只有一对可以运动的腿，它们可以朝反方向运动，以及环绕微管移动。所以病*又可以继续它的旅途，不仅仅它一个，它还有数百个兄弟在它的身后。
细胞内微管
迄今为止，从病*入侵不到一个小时，距离它到达细胞核还需要一个小时。但在这里还有一条防线，研究者们发现了一种特殊的蛋白质散布在细胞内的公路系统旁边，不断寻找携带抗体的任何物质，例如在细胞表面附着在病*上的抗体。这种蛋白质会吸附在抗体上，引起连锁反应，继续吸引其他的特殊蛋白质，最终标示出需要摧毁的病*。交警——一种被称为蛋白酶体的回收组织被派往现场，然后摧毁病*。在抗体的标示下，特殊蛋白和交警的合作，能在数小时内消灭一支病*部队。但只要有一个病*进入细胞核，它就赢了。有时候有的病*有好运气，它躲过了交警的稽查，没有抗体对于蛋白酶体来说，它是隐形的。现在，没有什么可以阻止这个病*实现它的目标了。
病*进入核孔
细胞核位于细胞中心比病*大一百万倍，并且被一层膜保护着，比细胞膜更难入侵。进去的路只有一条，进入细胞核的门是一种特殊的通道——核孔。在核孔附近，蛋白质组成的触手寻找分子并把它们拉进核孔，但这需要通行证。然而病*外壳又一次证明了它自己的身份，但也遇到了一个难题。它太大了。但病*并没有放弃，动力蛋白以为它们遇到了另一个障碍，它们就改变运动方向，与看守核孔的蛋白质触手展开了拉锯战，最后病*被扯的四分五裂，但这也卸下病*的累赘，病*的遗传物质进入了核孔。
细胞核内存在着DNA组织，它一直注意着身体发出的各种指示，有的会指示它制造出特殊的蛋白质，这些制造工具无法分辨细胞DNA和病*DNA之间的差异，它们无意识间开始把病*代码转变为上千条指令，这是一张意图感染全身而制造蛋白质的死亡蓝图。核糖体接受了这条指令，它们开始为新的病*大*制造原材料，然后新的病*大*在细胞核内原地重建。同时病*DNA会让它一切不需要的正常进程停止，让DNA全部精力集中于克隆病*。但是在所有正常活动停止前，一种动力蛋白会到达细胞表面，它会携带一种重要的信息来警告周围的细胞。蛋白颗粒通常都含有健康的蛋白碎片并将它们带到细胞表面，告知外界这个细胞很健全，如今它们携带被病*大*丢弃的碎片，来告知外界病*的入侵，如果被体内的白血球细胞侦察到，它们会连同里面的病*一并消灭。
病*占领细胞核
24小时后，病*就会完全掌控这个黏膜细胞，DNA的麻痹会使整个细胞开始腐烂，唯一能进行的活动就是建立病*大*，一点一点，将碎片组装成病*外壳，最后数以千计的病*DNA拷贝会被传送到病*大*中，每一串都是病*衣壳长度的两百倍，被整齐的折叠在细小的空间内部。细胞核沦为病*的兵工厂，病*大*将在此等候下一个感染其他细胞的时机。
两天后，新的大*准备离开垂死的宿主，在它解放前，需要克服两个难关——细胞核膜与细胞外膜。病*解决问题的残忍手段是命令细胞核外部的蛋白质制造器来清扫障碍。它们生产出一种蛋白攻击维持整个细胞体的支撑结构。效果是灾难性的，细胞外膜开始瓦解，之后又生产一种攻击细胞核膜的蛋白质——腺病*死亡蛋白，让病*大*解放。它们开始入侵周围的其他细胞，被入侵的细胞也会沦为一片惨状。
细胞外膜瓦解
单个细胞的战斗已经失败，但这场战争远没有结束。当病菌在细胞内忙碌时，抗体开始重组，现在人体开始全力以赴应对逃逸的病*大*，细胞对于外界的警告并不是徒劳的，重型武器开始登场，大型的白细胞吞噬逃逸的病菌。宁可错杀一千也不放过一个，它们也将无力抵抗的细胞尽数吞噬，周围的一些细胞做出了最高牺牲，为了防止病*扩散，它们进行了自我毁灭。只有到了这种阶段，我们才会感觉到我么体内的这场战争，血流加快，将更多的白细胞带进战场，影响我们的鼻部组织，通常我们会感觉到鼻塞。最后在全身免疫系统的调控下，我们战胜了病*。
（二）新冠肺炎的发病历程你们见过新冠病*的样子吗？通过冷冻电镜断层成像技术和3D影像我们得出了以下的图片。
新冠病*就是这个看似美丽实则暗藏杀机的小家伙，已经感染了超过一亿人，杀死了世界上超过两百万人。它到底有怎样的能力来夺走人的生命，接下来我将简述新冠肺炎的发病历程。
患者感染了新冠肺炎病*，免疫系统与新冠肺炎病*的战争便开始了。病*从鼻粘膜长驱直入，用表面凸起的小皇冠，即图中紫色部分，与肺部细胞表面的ACE2蛋白结合成功进入患者的细胞。这时新冠肺炎病*便展现它身为病*的威力，以极快的速度感染该细胞并制造出更多的新冠肺炎病*。此时患者处于感染初期，并不会感到明显的不适。一段时间后，病*大面积屠杀肺部的纤毛细胞让它们无法拦截花粉和病*等外来的侵略者，患者的呼吸道中开始充斥着杂物和液体、肺部开始发炎，大量的纤毛细胞在死亡前，向免疫系统发出细胞感染的信息，也就是细胞因子。免疫细胞快速做出反应并根据细胞因子精准定位感染细胞，开始反攻，战争进入白热化阶段。患者开始发烧、咳嗽，如果患者不及时就医，仅仅以为是普通的感冒，服用了普通的感冒药和缓解症状的药物，就会进入更加恶劣的阶段。感冒药和抗生素除了让患者感到困倦，实际上并不会起到实际作用。
之后免疫细胞节节败退，人体免疫系统将会加大攻势，期间也难免对人体健康细胞造成伤害。因为病*与免疫细胞的主战场为肺部，所以肺部的健康组织在交战中受到严重损伤，肺部开始出现蜂窝状的穿孔，损伤加重。毛细血管通透性增强，血管开始充血，血液渗入肺泡，患者开始出现呼吸困难并且持续高烧不退。新冠肺炎病*会在53℃下失去活性，网友们常常戏言说，免疫系统：你和病*一定要死一个。但在新冠肺炎病*下，你和新冠病*只会是你死。
患医院，拍了一张肺部CT照片上显示肺部出现云雾状磨砂玻璃一样的病灶，医生称这个为“磨玻璃影”，是新冠肺炎患者最常见的病理特征。
住院没多久，患者出现呼吸衰竭的症状。病*看了一眼千疮百孔的肺，觉得是时候继续深入了，它们随着渗入肺泡的血液进入了人体的循环系统，细胞因子也紧随其后进入血液循环中，此时的血液像是一辆搭载灾难的长途汽车，带着病*来到了血管丰富的肝脏。
肝脏是久经沙场的老将，无时无刻都在过滤血液中的*素并分泌胆汁和帮助小肠分解脂肪，肝脏拥有强大的再生能力，哪怕损失了70%也能在三到四周内恢复，但病*的攻势前所未有的激烈，这使得免疫细胞发挥出超出寻常的威力，企图与病*同归于尽，肝脏也在其中受到严重损伤，患者开始出现肝功能衰竭。呼吸需要呼吸机辅助。医生通过血液报告，发现上面显示酶的含量异常的高，这是炎症风暴。
再过一段时间病*到达了肾脏，由肾小球和肾小管组成的肾单位有两百万个，肾小球是最先从血液中捕捉到冠状病*的，在病*和免疫系统的双重攻击下，肾脏迅速失去功能，积累的*素和急性肾衰竭让肾脏成为第三个失效的大型器官。肾衰竭是致命的，早在非典期间出现急性肾损伤的患者中91.7%的人最终死亡。最后医生在患者的粪便中检测了病*，他血液中的肌钙蛋白指标甚至达到了心梗病人的十倍，这是在SARS患者身体里都没有见过的异常。
心脏和肠胃也败下阵来，医生会做最后的努力，甚至使用了稀少的ECMO治疗仪，替代心脏和肺部的功能，但仍然无法挽救多器官的衰竭。
但只有大约2%的患者会出现多器官衰竭，大多数患者在肺炎阶段就被治愈了。拥有一个健康强大的身体和免疫系统以及谨慎的头脑，能减少患上新冠肺炎的可能性。因此同学们应该多多注意身体健康。
本文图片素材以及部分文本引用来自
BBC纪录片《细胞战场》
清华大学生命科学研究院李赛实验室
奥地利Nanographics公司
沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科学技术大学伊万·维奥拉团队
合作的新冠病*高清科普影像
文
杨磊
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