【工作細(xì)胞】流感病毒有這么厲害嗎?

寫在前面:2018年8月,在我們剛剛創(chuàng)建biokiwi公眾號(hào)的時(shí)候,恰逢動(dòng)畫《工作細(xì)胞》熱播,我們就借著動(dòng)畫中提到的內(nèi)容寫了幾篇科普,但是沒意識(shí)到可以發(fā)在B站專欄,錯(cuò)過了最佳時(shí)期。馬上《工作細(xì)胞》劇場(chǎng)版就要在日本上映了(9月5日),就借此機(jī)會(huì)給大家重溫一下《工作細(xì)胞》第一季的知識(shí)點(diǎn)吧?。ǔ蠢滹垖?shí)錘)
第二篇文章是關(guān)于流感病毒,需要復(fù)習(xí)的同學(xué)可以先看看《工作細(xì)胞》第3集:

本文作者?無奶樹?| 公眾號(hào)?biokiwi
本文關(guān)鍵詞?流感病毒?
之前我們提到了最近熱門的動(dòng)畫,《工作細(xì)胞》,并給大家介紹了超級(jí)可愛的血小板,但是我們的細(xì)胞可不僅僅只有血小板哦!在面對(duì)有害細(xì)菌和病毒時(shí),細(xì)胞之間相互合作,才能真正幫助我們對(duì)抗疾病。
動(dòng)畫中的第三集,就很系統(tǒng)的給我們介紹了如何對(duì)抗流行性感冒病毒(influenza virus),以及細(xì)胞們?nèi)绾瓮献鞯墓适?。大家想必?duì)其中na?ve T細(xì)胞的成長(zhǎng)、巨噬細(xì)胞小姐姐溫(cu)柔(bao)地解決病變細(xì)胞或者B細(xì)胞的抗(shui)體(qiang)攻擊印象深刻,但是,今天想要給大家介紹的主角,是作為反派的,流感病毒。(其實(shí)是因?yàn)樽髡卟幌肟疵庖邔W(xué))

流感病毒在身體里是怎么被控制的?
關(guān)于這個(gè)問題其實(shí)在動(dòng)畫中已經(jīng)很完整的體現(xiàn)了,這里給大家溫習(xí)一下。
關(guān)于病毒的消滅,最主要是依靠我們的免疫細(xì)胞,包括動(dòng)畫提到過的殺手T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞、B細(xì)胞、記憶細(xì)胞等等。
但在剛開始發(fā)現(xiàn)病毒時(shí),是需要一個(gè)讓這些細(xì)胞知道,到底是什么病毒或細(xì)菌的過程的,這一過程稱作抗原呈遞,這其中就有巨噬細(xì)胞(macrophage)和樹突狀細(xì)胞(dendritic cells)的任務(wù)。


而在抗原被識(shí)別之后(所謂抗原是指一些致病的病菌、病毒等),身體的免疫系統(tǒng)也會(huì)緊接著開始發(fā)揮作用,殺手T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞、B細(xì)胞等等就開始出現(xiàn)了。

而之后身體的一系列反應(yīng),包括你感冒時(shí)會(huì)經(jīng)歷的,體溫上升,感到很冷(惡寒),然后后面會(huì)開始冒汗,以及打噴嚏,還有沒有胃口等等,其實(shí)都是身體針對(duì)流感做出的一系列反應(yīng),雖然讓你難受,但其實(shí)是為了你好。


這里不得不提醒大家,在觀看視頻時(shí)有彈幕提到“用抗生素”,抗生素是一種針對(duì)細(xì)菌的有效藥物,但并不是針對(duì)病毒,所以當(dāng)你咳嗽感冒時(shí)一般是不建議隨便使用抗生素的。(如果有機(jī)會(huì),我們以后可以講一講抗生素和超級(jí)細(xì)菌的故事)
流感病毒到底是什么樣子的?
在動(dòng)畫中我們看到被病毒感染的細(xì)胞,通過甩出去一大把“帽子”,就把周圍的細(xì)胞都感染了。但是真實(shí)情況下流感病毒真的就這么輕易感染細(xì)胞嗎?

這里給大家先科普一下病毒,大家知道病毒不同于一般的生物都擁有細(xì)胞,大部分只有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)+DNA或者蛋白質(zhì)+RNA,蛋白質(zhì)主要用于保護(hù)自身以及感染細(xì)胞,DNA或RNA則是作為合成蛋白質(zhì)的模板。
我們可以把病毒比作像動(dòng)畫中一樣的會(huì)吸附在細(xì)胞頭上的帽子,那么DNA或者RNA就是這個(gè)帽子的設(shè)計(jì)說明書,蠢蠢的細(xì)胞則會(huì)根據(jù)這個(gè)說明書制作“帽子”,帽子上的一些裝飾有助于吸附在細(xì)胞上讓你摘不下來。當(dāng)然這是個(gè)簡(jiǎn)單的類比,真實(shí)的病毒種類和傳染會(huì)更加復(fù)雜。

而對(duì)于流感病毒,是一種RNA病毒,它有八個(gè)RNA片段,分別“指導(dǎo)”合成不同的蛋白質(zhì),其中有的用于織造“帽子”,有的則是“帽子”的組成部分,還有的是“帽子的裝飾”。
這里介紹一下兩個(gè)重要的“裝飾”——血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA),前者主要幫助病毒吸附在細(xì)胞上;后者則是在病毒復(fù)制完成后,切斷病毒與細(xì)胞的聯(lián)系。
而這兩種蛋白質(zhì),則還包括很多亞型,比如HA就有15種亞型,NA則有9種亞型,他們的相互組合,就形成了我們熟知的H1N1,H7N9等流感病毒類型。
為什么流感病毒會(huì)突然變強(qiáng)?
在動(dòng)畫的結(jié)尾,突然出現(xiàn)了一個(gè)很厲害的流感病毒,原本看似很厲害的效應(yīng)T細(xì)胞、B細(xì)胞對(duì)他無能為力。這其實(shí)是因?yàn)椴煌愋偷牧鞲胁《?,他們的危害程度也是不同的?/p>
流感病毒按照危害程度可以分為A、B、C三類,也就是我們常說的,甲型、乙型、丙型流感。
甲型流感危害最大,可以造成世界范圍的大流感,大家比較熟悉的09年的甲型H1N1流感,就是甲型流感之一;乙型流感則是會(huì)引發(fā)局部的流感爆發(fā),但不會(huì)波及世界范圍;而丙型一般不引起流行,也很少被人提及。
不難猜出,甲型流感是對(duì)大家危害最大的,因此在此也給大家講講歷史上爆發(fā)的流感危機(jī)。

殺傷力最強(qiáng)的,當(dāng)屬1918年的西班牙大流感,造成了當(dāng)時(shí)超過5000萬-1億人的死亡。而這場(chǎng)流感卻也是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)剛剛起步的階段,人們剛剛知道怎么判別病原菌,知道怎么根據(jù)病原菌對(duì)癥下藥。面對(duì)這樣的流感,科學(xué)家們拼盡全力,但是在那個(gè)連病毒都看不見摸不著的年代,科學(xué)家沒有能發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致的原因,最終以失敗告終,只能等待流感病毒自身的緩解與消散。
但相對(duì)的,醫(yī)學(xué)的發(fā)展也因此得到了促進(jìn),一系列重大的發(fā)現(xiàn)在那之后的二三十年間陸續(xù)出現(xiàn),包括流感病毒的發(fā)現(xiàn)。同時(shí)各國(guó)開始更加重視公共衛(wèi)生的建立,很多的疾病也因此得到預(yù)防。也不知道是禍?zhǔn)歉D兀?/p>
在這之后,1957年爆發(fā)了亞洲流感,1968年爆發(fā)了香港流感。另外一場(chǎng)大家熟知的,就是最近的2009年甲型H1N1流感了。該流感爆發(fā)于墨西哥,之后相繼214個(gè)國(guó)家地區(qū)有報(bào)道病例,最后死亡人數(shù)在1.5萬人左右。相比于近百年前,人類已經(jīng)進(jìn)步了不少,但在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中還是占不到優(yōu)勢(shì)。
為什么人們面對(duì)大流感顯得如此無力?
生物學(xué)中常說,“結(jié)構(gòu)決定功能”,這就又涉及到了流感病毒的結(jié)構(gòu)問題了。
我們知道病毒是按照它其中的“說明書”——DNA或者RNA來制造的,而流感病毒的“說明書”有八份(八段RNA),而在感染的過程中,不同類型的流感病毒可能會(huì)進(jìn)入到同一個(gè)細(xì)胞,它們這八份“說明書”,就有可能互相交換一下,因此又產(chǎn)生了新的流感病毒類型。這一過程稱為重配(Reassortment),而這樣的重配,就導(dǎo)致了我們之前提到的血凝素和神經(jīng)氨酸酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的改變,也就是所謂的抗原轉(zhuǎn)變(antigenic shift)。除此之外,病毒還有很多改變自身的機(jī)制,此處就不贅述了。

而當(dāng)人面對(duì)這種已經(jīng)“煥然一新”的流感病毒,體內(nèi)的免疫細(xì)胞不能及時(shí)作出調(diào)整(就好像動(dòng)畫結(jié)尾那樣),甚至?xí)l(fā)生免疫細(xì)胞過激的反應(yīng)(比如西班牙大流感中,死者多事青壯年,原因是自身免疫過激導(dǎo)致的)。一場(chǎng)新的流感大爆發(fā),就此產(chǎn)生了。
那有什么辦法可以預(yù)防或治療?
其實(shí)對(duì)于我們之前提到的大流感,大家應(yīng)該也注意到了,發(fā)生的周期往往達(dá)到幾十年,我們平常面對(duì)的比較多的,還是局部爆發(fā)的季節(jié)性流感,那么有什么好的應(yīng)對(duì)方法呢?
最好的預(yù)防方法,是打疫苗。

這里可能有人會(huì)問了:之前不是說流感很容易發(fā)生變化嗎?那流感疫苗不是也沒辦法一直有作用?事實(shí)確實(shí)如此,流感疫苗其實(shí)是衛(wèi)生專家們,通過預(yù)測(cè)這一季度可能產(chǎn)生的流感病毒類型,針對(duì)性設(shè)計(jì)的流感疫苗。比如美國(guó)疾病預(yù)防與控制中心,針對(duì)美國(guó)2018-2019季度的流感季節(jié),就推出了LAIV4等類型的疫苗,針對(duì)性預(yù)防可能爆發(fā)的H3N2流感。但至于是否需要每年都注射疫苗,則因人而異,具體信息可以查詢相關(guān)正規(guī)網(wǎng)站。
那要是感染了流感病毒,有什么治療方法嗎?答案肯定是有的。

流感治療的藥物,究其根本,其實(shí)還是病毒的結(jié)構(gòu)。當(dāng)科學(xué)家們研究清楚了病毒的結(jié)構(gòu)以及它感染的途徑之后,便可以針對(duì)性的用藥物來抑制這些途徑。
比如我們之前提到過的神經(jīng)氨酸酶,我們只要抑制這個(gè)酶的作用,便可以阻止病毒的釋放,那么相對(duì)應(yīng)的藥物就是NA抑制劑,最被人所知的藥物就是“達(dá)菲”。又比如病毒在進(jìn)入細(xì)胞時(shí),需要有一個(gè)細(xì)胞表面的通道的幫助,被叫做M2離子通道,當(dāng)這個(gè)通道被抑制,那么病毒也就無法進(jìn)入細(xì)胞了,而藥物金剛烷胺就是以此為原理被運(yùn)用的,可惜這一藥物現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)有一定的抗藥性,逐漸不被使用了。
因此如果患有流感大家也不必害怕,請(qǐng)及早前往正規(guī)醫(yī)院診斷,聽從醫(yī)囑,及時(shí)治療。
為了便于大家閱讀,關(guān)于流感的內(nèi)容也就講那么多,如果有想進(jìn)一步了解的,可以在下方留言給我們。又或者有什么不懂的,也可以在下方留言。若是對(duì)內(nèi)容覺得有趣的歡迎轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)注,工作細(xì)胞系列還會(huì)繼續(xù),歡迎大家繼續(xù)關(guān)注。
參考資料:
維基百科相關(guān)詞條;
美國(guó)疾病預(yù)防與控制中心-流感頁面https://www.cdc.gov/flu/index.htm
金伯泉. 醫(yī)學(xué)免疫學(xué).第5版[M]. 人民衛(wèi)生出版社, 2009.
AlanJ.Cann. 分子病毒學(xué)原理[M]. 科學(xué)出版社, 2012.
約翰·M.巴里. 大流感:最致命瘟疫的史詩[M]. 上海科技教育出版社, 2013.