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解读新型冠状病毒是怎样感染人体的?

1月21日,中国科学院研究院钟武和李轩在《中国科学——生命科学》(英文版)上发表了重大论文[Obrainnews脑科学新闻],揭示了武汉的新型病毒能够感染人类,是因为这种病毒的衣壳粒上突变出了一种新型的棒状糖蛋白,能够特异性地识别人类的“血管紧张素转化酶2”(ACE2),并由此钻进人体的呼吸道上皮细胞。(图2、3)





这是什么意思呢?

首先,冠状病毒之所以叫做冠状病毒,是因为它们在电子显微镜下围了一圈华丽的凸起(图4),好似戴了冠冕。

而这冠冕,就是冠状病毒感染宿主的诀窍了:那每一个凸起,都是一粒“棒状糖蛋白”(Spike glycoprotein,S-蛋白),如图5,就是那一根根火柴似的东西。

然而与其说它像火柴,倒不如说它像钥匙——糖蛋白具有复杂的三维结构,并且很擅长形成氢键,如果有另外一种的蛋白质刚好与棒状糖蛋白的形状相吻合,这些棒状糖蛋白就会一把钥匙开一把锁,牢牢地吸附上去。

而那把锁,就是人类细胞表面的“血管紧张素转化酶2”(Angiotensin-converting enzyme 2, ACE2)——我们不需要彻底了解这种酶的功能是什么,那会让你陷入生理课的汪洋大海,只需知道,这种酶主要在肺部组织表达,在体液调节中至关重要。

这就麻烦了。

这种冠状病毒一旦接触上人体的肺上皮细胞,就会牢牢粘在ACE2蛋白上,借此钻进细胞内部。而如图5,冠状病毒内部有一条正义RNA,这种RNA可以直接当作信使RNA,抢占细胞的核糖体,翻译出大量的病毒蛋白;而这些蛋白中又有一种“RNA复制酶”,能以病毒的正义RNA为模板,复制出更多的病毒RNA……很快,整个肺上皮细胞里就全是病毒了,肺组织也因此爆发了严重的炎症,因此遭受各种损伤,最终令患者呼吸衰竭而死。

不同的冠状病毒,有不同的钥匙,之前的SARS和MERS能够致死,也都首先取决于它们“偷配”了非常精准的打开人体细胞的钥匙。而正所谓知己知彼百战不殆,知道了新型冠状病毒偷配了那一把钥匙,我们对冠状病毒的防御或许就会更有把握。

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