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2023-01-31
更新時(shí)間:2022-10-14 14:05:56作者:智慧百科
衡宇 豐色 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號(hào) QbitAI
變體一個(gè)接一個(gè)、誕生三年都毫無罷休之勢(shì)——
新冠病毒,到底是怎么做到的?
今天,登上Science封面的一篇文章為我們揭秘,原來是靠5個(gè)機(jī)制。
這篇文章詳細(xì)分解了由28種蛋白質(zhì)組成的新冠病毒“武器庫(kù)”,如何“打組合拳”來逃過我們的免疫系統(tǒng),從而不斷復(fù)制傳播到更多人身上。
所謂“斬草必除根”,對(duì)病毒機(jī)制的摸清才真正有助于我們對(duì)癥下藥戰(zhàn)勝疫情。
話不多說,直接進(jìn)入正題。
(注:新冠病毒到底由多少種蛋白質(zhì)組成科學(xué)界尚無定論,范圍一般為26~30以上,比一般病毒都多,比如致命的埃博拉病毒就才有7種。)
當(dāng)新冠病毒侵入脆弱的人體細(xì)胞時(shí),激戰(zhàn)在所難免。
先簡(jiǎn)單科普下,人體在面對(duì)新冠病毒是如何進(jìn)行免疫抵抗的:
入侵一旦開始,當(dāng)病毒上的刺突蛋白鎖定目標(biāo)細(xì)胞時(shí),免疫系統(tǒng)的警報(bào)會(huì)被緊急觸發(fā),一場(chǎng)多方位的全面自衛(wèi)反擊瞬間打響。
首先,受到攻擊的細(xì)胞開始釋放一種叫干擾素的強(qiáng)效免疫蛋白,從而增強(qiáng)對(duì)新冠病毒的抵抗力。
△干擾素(藍(lán)色部分)
干擾素會(huì)喚活數(shù)百個(gè)基因,讓它們阻礙病毒感染周期中的每個(gè)步驟。
方式多種多樣,諸如強(qiáng)化細(xì)胞外部防御、增強(qiáng)內(nèi)部防御、將新冠病毒驅(qū)逐出受感染的細(xì)胞等。
緊接著,干擾素還與各種免疫細(xì)胞的受體結(jié)合,拉它們?nèi)牖飸?zhàn)斗。
一些被稱為T細(xì)胞的免疫哨兵,會(huì)追捕并摧毀受感染的細(xì)胞,從而減少病毒繁衍。
△T細(xì)胞(藍(lán)色)和被感染細(xì)胞(灰色)
而后,免疫系統(tǒng)的B淋巴細(xì)胞被激活,并分泌抗體這種蛋白質(zhì)。
以病毒蛋白為目標(biāo),抗體凝集在病毒顆粒上,全力阻止它們進(jìn)入細(xì)胞。
△病毒蛋白(紅色)
但是,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),強(qiáng)大的新冠病毒有5種方式逃過這一過程,并避開新冠病毒疫苗和以前感染時(shí)所產(chǎn)生的許多抗體:
1、阻斷蛋白質(zhì)合成
為了對(duì)抗病毒,需要細(xì)胞加快干擾素和其它蛋白質(zhì)的合成。
新冠病毒通過粘附RNA,或通過其它機(jī)制,關(guān)閉細(xì)胞蛋白質(zhì)的生產(chǎn)。
而且,雖然免疫系統(tǒng)努力工作,受感染的細(xì)胞仍然可以制造病毒蛋白質(zhì)。
△ 圖為28種新冠病毒蛋白中用于阻斷蛋白質(zhì)合成的三種,后同
2、阻止干擾素反應(yīng)
干擾素是一類糖蛋白,能調(diào)動(dòng)細(xì)胞的洞中防御能力,具有抗病毒、抑制細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)免疫及抗腫瘤作用。
許多其他的病原體,包括引起流感、埃博拉病毒和丙型肝炎病毒,都針對(duì)干擾素反應(yīng)。
但新冠病毒十分狡猾,它的各種蛋白質(zhì)會(huì)破壞干擾素生成的多個(gè)步驟,包括細(xì)胞對(duì)病毒RNA的檢測(cè)、向細(xì)胞核傳遞警報(bào)信號(hào)等。
在相當(dāng)大比例的重癥新冠病毒感染者體內(nèi),干擾素給出了錯(cuò)誤的反饋。
研究人員發(fā)現(xiàn),多達(dá)20%的重癥患者的抗體,會(huì)鎖定并抑制自身的干擾素,阻止細(xì)胞產(chǎn)生干擾素抗擊新冠病毒。
更狠的是,多種新冠病毒蛋白可以阻斷干擾素反應(yīng)的同一步驟。
3、破壞自噬
自噬意為自體吞噬,一種細(xì)胞消化自身內(nèi)容物的循環(huán)機(jī)制。
自噬可以防止細(xì)胞損傷,促進(jìn)細(xì)胞在營(yíng)養(yǎng)缺乏的情況下存活,并對(duì)細(xì)胞毒性刺激做出反應(yīng)。
在此過程中,可以摧毀病毒和病毒蛋白質(zhì)。
然而,一些研究表明,病毒蛋白(如ORF3a、ORF7a和包膜蛋白)阻礙了自噬。
通過破壞自噬的步驟,新冠病毒得以免遭滅頂之災(zāi)。
4、防止T細(xì)胞檢測(cè)
表面突出的MHC-I蛋白一旦被病毒碎片附著,細(xì)胞就宣告已被感染了。
病毒碎片的行為會(huì)刺激T淋巴細(xì)胞。
T淋巴細(xì)胞,又稱T細(xì)胞,是淋巴細(xì)胞的一種,也是體內(nèi)免疫力的重要組成部分,使整個(gè)免疫網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。
檢測(cè)到病毒碎片的存在,T細(xì)胞開始破壞病毒孵化器。
不過,新冠病毒的一些蛋白質(zhì),如ORF6和ORF8等病毒蛋白,可能會(huì)通過抑制細(xì)胞產(chǎn)生MHC-I,或阻止MHC-I轉(zhuǎn)移到細(xì)胞表面,來阻止T細(xì)胞識(shí)別并殺死受感染的細(xì)胞。
可能會(huì)抑制細(xì)胞產(chǎn)生 MHC-I 或阻止其轉(zhuǎn)移到細(xì)胞表面,從而阻止 T 細(xì)胞識(shí)別和殺死受感染的細(xì)胞。
5、其他保護(hù)機(jī)制
除了以上4種,新冠病毒還可以通過調(diào)整自身RNA的結(jié)構(gòu),避免被免疫細(xì)胞的病毒探測(cè)器(virus detector)“絆倒”。
并能夠產(chǎn)生去除免疫系統(tǒng)中抑制病毒復(fù)制的分子修飾,以及更多其他逃逸機(jī)制。
科學(xué)家指出,通過以上這些知識(shí),我們能夠篩選出一些化合物和藥物來對(duì)抗病毒。
不過目前還沒有專門用于抗新冠病毒免疫作用的藥物產(chǎn)生(輝瑞的Paxlovid口服藥也不屬于)。
這篇封面文章的主要撰寫者為紐約大學(xué)博士后Mitch Leslie。
文章本身并非經(jīng)過同行評(píng)審的論文,而是由Science的相關(guān)團(tuán)隊(duì)在今年夏天通過最新的論文研究和科學(xué)家反饋整理而成(包括文中的蛋白質(zhì)圖譜)。
最后文章表示,目前人類對(duì)于新冠病毒逃逸人體免疫系統(tǒng)的策略了解得還并不全面,而疫情仍在蔓延,所以研究仍然緊迫。
參考鏈接:
[1]https://www.science.org/content/article/how-sars-cov-2-battles-our-immune-system
[2]https://scholar.google.co.uk/citations?user=RXvYWVEAAAAJ&hl=en