7 月 20 日,南京祿口國際機場的工作人員被確診感染新冠病毒,短短二十多天的時間裡,全國確診病例就已經五百多例,甚至還出現瞭多位重癥患者。
除瞭南京,還有揚州、張傢界、鄭州等城市,也迅速成為疫情擴散的重災區,一度讓人有點重回 2020 年的感覺。
隔壁那些防疫做的比較差的,確診病例就更多瞭。
比如美國,從 7 月份開始到現在,每日確診病例數不斷增加,最近更是每天新增確診病例都超過瞭 10 萬例。
而這一切的始作俑者,就是變異後的病毒 —— 德爾塔病毒。
德爾塔在美國所有新冠患者中所占的比例,從七周前的 10% 一躍上升到 83%,我們國內的這一輪確診患者也幾乎都是德爾塔變異毒株。
正好最近 Nature 公佈瞭一篇新的文章 《 How the coronavirus infects cells — and why Delta is so dangerous 》,原理性 的闡述瞭新冠病毒入侵細胞的過程,並分析瞭為啥德爾塔感染力那麼危險。
我們今天就拆解一下這篇論文,給差友們講講這一波德爾塔到底強在哪裡?
先來認識下罪魁禍首新冠病毒長什麼樣,下面這個動圖就是利用超級計算機進行逐原子渲染的新冠病毒本體。
入侵細胞時發揮關鍵作用的就是上面這些搖擺的綠色樹狀玩意,被稱為刺突蛋白。
你可別小看這些綠色玩意,有毒的東西全在這上面。
但是病毒也很聰明,它會把這些刺突蛋白和聚糖 (一種細胞 “ 身份 ” 的重要標記物) 纏在一起,把自己偽裝成友軍,騙過正常的細胞。
知道瞭病毒長什麼樣,再來說說這玩意是如何一步步的感染宿主細胞。
入侵人體細胞的過程大致分5步:病毒侵入 ( Viral entry ) 、細胞內部 ( Inside the cell ) 、重構細胞 ( RemoDELLing the cell ) 、準備出胞 ( Exit ) 、最後裁切 ( The last slice ) 。
大致就是下面這個流程圖 ↓
為瞭方便大傢理解,我們先做一個假定。
宿主細胞就好比是你的傢,病毒就像是拉著一車悍匪的移動病毒基地,刺突蛋白就是準備闖入你傢的一名悍匪,全身攜帶著各種武器裝備,什麼刀槍棍炮迷藥啥的都有,然後就準備進門搶劫瞭。
準備好,接下來就是《 悍匪搶劫實錄 》瞭。
01 病毒侵入
悍匪走到你傢門口,先和你傢的門衛來先一波“ 秘密交易 ”,騙門衛悄悄的把門打開,然後大搖大擺的走進去。
也就是病毒上的刺突蛋白結合宿主細胞上的受體 ACE2,然後由宿主細胞分子 TMPRSS2 快速剪斷刺突蛋白,這樣病毒外膜就成功與宿主細胞膜融合,細胞的大門就此打開。
打開大門以後,新冠病毒就會把病毒基因射進宿主細胞內。
除瞭新冠病毒, SARS 病毒當年也是依靠相同的方法打開細胞大門進入細胞。
不過新冠病毒與細胞受體的結合率更高,是 SARS 的2 - 4 倍,所以傳染性更強。
而臭名昭著的德爾塔變異株,它的刺突蛋白上面有很多突變,能讓這位“ 悍匪劊子手 ”的戰鬥力直接提升一個檔次,不僅能更快的與細胞上的受體結合,還能提高病毒逃逸免疫系統的能力。
進門以後,悍匪就開始在細胞裡搜刮搶劫瞭。
02 細胞內部
進來以後,悍匪先拔幾根頭發,通過頭發裡的遺傳物質,來孕育自己的克隆體,這讓
我想起瞭《 數碼寶貝 》裡的那個頭發怪,一根頭發一個 Boss 。
在這一步,病毒 RNA 首先翻譯成非結構蛋白 NSPs ,NSPs 抑制宿主細胞 mRNA 的翻譯,反手促進病毒自身信使 RNA 的翻譯。
說白瞭就是悍匪在你傢,吃你的喝你的用你的,讓你沒飯吃沒水喝,逐漸消瘦,自己反而不斷補充能量,然後用越來越多的頭發克隆自己。
不僅如此,悍匪還會把你傢的所有通訊設備都切斷,讓你沒辦法給免疫系統報警,即使警察就站在你傢門口,你也無能為力。
當警察發現不對的時候,就已經晚瞭,明顯處於敵眾我寡的劣勢。
就好比是在傢裡看到一兩隻蟑螂,但其實已經有幾十隻甚至上百隻的蟑螂藏在暗處。
悍匪把你傢搜刮搶掠一番以後,下一步就準備把你傢打造成一個病毒繁殖基地。
03 重構細胞
病毒會把內質網改造成一個雙層膜囊泡,相當於把你傢地下室改造成一個病毒胎兒孕育房,讓病毒可以安全的復制和翻譯,同時也保證瞭這些初生的病毒胎兒不會被免疫系統發現。
直白的講,那些用頭發克隆的小悍匪們都會藏在你傢地下室,即使免疫警察在你傢門口來回巡邏,從外面看也發現不瞭你傢有什麼異常。
悍匪們長大後還會打入免疫警察內部,跟警察稱兄道弟,最後弄的警察局也分不清悍匪和警察,慢慢的警察局也幾乎名存實亡瞭。
怎麼有種《 新冠病毒無間道 》那味。
不過這招一般是腫瘤細胞的拿手絕活,現在也被新冠給學會瞭,還用的得心應手。
這些小悍匪長大以後,還要來一波出門前的身體強化訓練。
04 準備出胞
等那些克隆的小悍匪稍微長大以後,他們會用你傢的健身房加強身體訓練,為後面的攻城掠寨做好準備。
加強身體訓練就是指,這新產生的病毒分子會被組裝成完整的細胞顆粒,然後通過高爾基體或溶酶體離開細胞。
不過無論是從高爾基體或者溶酶體離開細胞,這樣都要比直接通過質膜出芽要慢,效率也更低,研究人員也弄不明白新冠病毒為什麼要這麼做。
但研究人員推測,病毒 除瞭加強身體訓練, 應該是來瞭波 意識強化,它們學會瞭如何更好的隱藏自己。
就像這些悍匪並不會成群結隊的從大門走出去,盡管大門足夠寬敞,時時刻刻為他們敞開。
他們依然會選擇從後面的窗戶一個一個翻出去,雖然這樣效率很低,但是起碼能保證安全,不被免疫警察發現。
除此之外,病毒在正式離開你傢之前,還會再來一波裝備升級。
05 最後裁切
經歷瞭健身房的身體訓練以後,這些悍匪就準備離開你傢,找下一傢受害者瞭。
但是在離開之前他們還要進行一步“ 裝備激活 ”,把那些祖輩傳下來刀槍棍炮和麻藥全都給激活瞭,這樣搶劫下一傢的時候就更有把握瞭。
無論病毒是不是變異的,都要經過裝備激活這一步。
SARS 病毒經過裝備激活以後,身上 10% 的裝備就可以使用瞭,而原始新冠病毒會有 50% 的裝備被激活,變異後德爾塔毒株的刺突蛋白有 75% 以上的裝備被激活。
因此,Delta 變異株在細胞內的傳染性和感染率超過瞭 75%,SARS 病毒才 10%。
這一裁切的過程也是變異毒株與原始毒株區別最大的地方,有些新型疫苗就想要針對這一步驟對病毒進行幹擾。
而且變異株除瞭傳染性和感染率強以外,患者的初期癥狀表現也很不明顯,這就意味著病毒在體內瘋狂繁殖時,人們自己是意識不到的。
當免疫系統發現它們或者說患者開始出現咳嗽、發燒等不適的時候,就已經是病毒在聚集後的大規模爆發之後的結果瞭。
表面上看,你傢還是你傢,但是裡面早都沒有一個東西是你傢的,就純粹變成一個病毒克隆機。
所以總的來說,Delta 變異毒株的傳染性更強,它的刺突蛋白活躍程度更高,能更容易且更快的侵入細胞。
Delta 變異毒株的隱蔽性也更高,它們會用各種手段逃逸免疫系統的糾察,能更好的保護“ 病毒嬰兒 ”不被發現和清除,這也變相增強瞭 Delta 變異毒株的破壞力。
那疫苗能否幹掉這群悍匪呢?
疫苗的原理之一可以簡單理解為,疫苗加強瞭你傢門口的門衛,把普通保安換成瞭特種偵察兵。
他們意志堅定,並且絕不會被悍匪們賄賂,從而遏制病毒的感染。
好消息是對於德爾塔之前的變異毒株來說,它並沒有導致病毒的生物學特性發生顛覆性改變,依然還是悍匪誘惑門衛開門的老套路,所以現有的防疫措施和疫苗接種是絕對有效的。
在廣州那輪疫情中,國產疫苗重癥的保護效果幾乎達到 100%,對中度、輕度、無癥狀的保護效果分別為 76.9%、67.2%、63.2%。
所以國產疫苗對抗德爾塔變異株還是有一定效果的。
而對於拉姆達變異毒株目前還沒有確切的官方的防疫數據可以參考,但英格蘭公共衛生署表示:目前尚無證據能證明 “ 拉姆達 ” 毒株會讓疫苗效果打折扣。
所以疫苗還是一定要打的
但也不能過於樂觀,因為病毒不斷變異就有可能出現抗體依賴性感染增強作用。
抗體依賴性感染增強作用,也稱為 ADE 效應。
那什麼是 ADE 效應?
舉個例子,一個人感染瞭新冠病毒,經過治療以後他痊愈瞭,體內產生瞭抗體,這個抗體阻止瞭當前新冠病毒的刺突蛋白和細胞的融合,從而使細胞不會被病毒感染。
但是忽然有一天病毒變異瞭,結果這人體內原有的抗體反而幫助新的變異病毒更快的侵入細胞,這會導致這人會比從來沒有產生過抗體的人癥狀更嚴重。
中國疾控中心主任高福曾在 2020 年 11 月的時候,提醒接種疫苗要特別關註 ADE 效應。
這也是變異病毒的可怕之處,ADE 效應曾經出現在登革熱病毒爆發的時候,目前在新冠這塊還沒實錘。
而繼德爾塔變異毒株之後,新的“ 拉姆達 ( Lambda ) ”變異毒株也有大規模擴散之勢,拉姆達感染細胞的活躍程度,不亞於目前的德爾塔變種。
美國目前已經報告瞭超千例的“ 拉姆達 ”毒株感染病例,日本也報告瞭首例“ 拉姆達 ”變異毒株感染病例。
盡管如此,通過研究人員對病毒入侵機制的不斷研究,在新冠病毒復制、傳染、相關免疫響應機制和藥物靶點等方面已經取得瞭長足的進步。
8 月 5 日,國藥集團發現瞭對德爾塔變異毒株有效的新單克隆抗體,可以實現對德爾塔變異毒株的定向爆破,既可以作為高危人群的短期預防,還可以用於病毒感染後的疾病治療。
所以,我們瞭解病毒的作用機理。
可以讓我們再次面對新冠疫情時,既不會盲目的樂觀,以為接種瞭疫苗,就可以把相關的防疫政策當作兒戲。
當然,也不用過於悲觀,起碼在國內,新冠疫情一直處在可控的范圍內,而且應該不會再出現像 2020 年初那樣大面積的傳染和擴散,接種疫苗後的致死率也幾乎為零。
因此,請務必遵守當前的悍匪預防準則:
接種疫苗,戴口罩,勤洗手,保持社交距離,避免人群聚集。