知否知否,冠状病毒

2020-12-29 00:00:00王统
中学生数理化·自主招生 2020年8期

新型冠状病毒肺炎疫情产生的影响,大家有目共睹,造成疫情的罪魁祸首是2019新型冠状病毒(COVID-19),这一病毒与曾经肆虐过的非典型性肺炎病毒( SARSvCoV)和中东呼吸综合征症状病毒( MERS-CoV),均属于冠状病毒。也就是说这几种病毒有点像近亲。这些冠状病毒为什么能如此猖獗?人们最终靠什么才能战胜它们?“知己知彼才能百战不殆”,我们要想战胜这个敌人,首先得充分认识和了解这个敌人。

一、冠状病毒的结构和成分

冠状病毒的最外层是包膜,里面是蛋白质和RNA组成的核衣壳,结构很简单。遗传物质是RNA,所以又属于RNA病毒。因为RNA是单链结构,相对于双链DNA更易发生变化,这样使得人类寻找它、消灭它的难度变大。但因为冠状病毒的成分是蛋白质和RNA这些生物大分子,所以能破坏这些生物大分子的方法都能让病毒失去侵染细胞的能力。如酒精消毒和高温消灭病毒利用的就是这个原理。

二、冠状病毒的侵入与释放

侵入:冠状病毒包膜上的凸起是由一种叫糖蛋白的物质构成的,这些糖蛋白是用于识别的,就好比一名外校的学生因为穿着你们学校的校服(糖蛋白),就被值班老师放进了你们学校(宿主细胞)。冠状病毒之所以能侵入细胞就是因为其糖蛋白被宿主细胞识别后认为是安全的,就把它请进(吞进)了细胞。

释放:冠状病毒继续靠伪装,在伪装的帮助下利用宿主细胞的细胞结构——内质网和高尔基体,最终让细胞以分泌的方式将新病毒安全地释放到细胞外。释放到细胞外的病毒四处飘散,这时的病毒没有任何生命的迹象,不需要吃喝,也不用呼吸,就静静等待被传播,然后被新的细胞误吞。

三、冠状病毒的繁殖

侵入细胞的冠状病毒会通过这样一系列过程完成繁殖:第一步,先让宿主细胞合成自己繁殖需要的工具——酶(一种催化剂)。第二步,使用第一步制造的新工具,复制自己的遗传物质——RNA。第三步,消耗宿主的物质和能量,在病毒RNA的指挥下,利用宿主的一些细胞结构,合成新病毒需要的蛋白质。第四步,将第二步和第三步合成的RNA和蛋白质组装成新的病毒。第五步,利用宿主细胞的分泌系统把新形成的病毒释放到细胞外。

四、机体的反抗和误伤

冠状病毒通过欺骗完成入侵,但是病毒的一部分糖蛋白会被留在细胞的细胞膜上,这些糖蛋白会让人体的防御机制——免疫系统调动起来,从而发展出一系列机制,去寻找进入人体的病毒并歼灭病毒。这些机制主要有两大方式,第一种方式是针对还没有进入细胞的病毒,免疫系统能识别出这些随意飘散的病毒并把它们聚集成团,等待被吞噬细胞吞噬和处理。第二种方式针对那些已经进入细胞的病毒,免疫系统会发出信号让被病毒侵入的细胞主动死亡,这样一来寄生在细胞内的病毒就释放了出来,再让这些病毒等待被第一种方式解决。

但是如果上述反应过强,就会是另外一个情形,由于被病毒侵染的细胞太多,就会造成太多细胞主动死亡,而这些死亡的细胞释放出的物质,又会进一步刺激免疫系统,从而让反应进一步增强,引发了一场极端的、同归于尽式的免疫攻击,最终达到失控的程度。冠状病毒入侵的主要是肺部的血管壁内皮细胞,失控的反应中大量的免疫细胞涌人肺部,血管细胞损坏,造成血液中的物质会外渗到肺里,严重影响呼吸,所以很多患者死于肺衰竭、急性呼吸窘迫。

五、人类如何应对冠状病毒

传染病爆发的核心就在于它的传染性:患者体内带有致病的病原体,这些病原体能够通过一些途径直接或者间接地传递给另一个人或者更多的人。如果一个患者体内的病原体不能传播给另外一个人的话,这种病原体导致的疾病自己就会慢慢消失。所以应对突发的传染病,有一种古老但是异常有效的办法——隔离。隔离的关键:一是找到和管理传染源。二是切断传播途径。作为一种呼吸道病毒,新冠病毒的主要传播途径是通过飞沫传播,但也发现有其他的传播途径(比如接触传播等)。因此切断传播途径最有效的方法就是避免人群的大规模的聚集和长距离的移动。三是保护易感人群。面对这种新型病毒,可以说每个人都属于易感人群。

说到这里,相信同学们就可以理解国家当时采取一系列果断措施,隔离患者,限制交通,取消公众活动,号召大家戴口罩、勤洗手的用意了。

六、快速检测是关键

生命的特异性物质是什么?同学们都知道是核酸(DNA和RNA)和蛋白质。所以我们可以通过检测疑似者体内有没有新型冠状病毒的RNA或者病毒蛋白质来诊断,如果有病毒的RNA或者蛋白质,那么这个疑似者就是病毒的感染者。哪怕这个人现在还没有不适症状,也需要隔离。我国科学家已经在最短的时间里利用核酸和蛋白质的特异性做出了能快速检测的试剂,并制成方便使用的试剂盒,可在非常短的时间里确认疑似患者是否感染新型冠状病毒,从而确定该患者是否需要隔离。

同学们,随着我们对冠状病毒的了解,我们会发现病毒并没有那么可怕,因为当我们对病毒结构、繁殖过程、传播途径的认识越多越精确时,就能更有依据地做到科学防控,更加有针对性地研发特效药,最终战胜这种冠状病毒了。

作者单位:河南省洛阳市第一高级中学