變異新冠病毒又開始興風作浪,我們再聊聊這個讓人討厭的「玩意」

sino北冥有魚 發佈 2022-04-12T10:28:15.809379+00:00

近期全國反覆多次出現疫情,讓人擔心。病毒是一種個體微小,結構簡單,只含一種核酸,必須在活細胞內寄生並以複製方式增殖的非細胞型生物。


新冠病毒已經肆掠了三年多。近期全國反覆多次出現疫情,讓人擔心。我們再重新認識一下這個全人類的公敵。

什麼是病毒


病毒是一種個體微小,結構簡單,只含一種核酸(DNA或RNA),必須在活細胞內寄生並以複製方式增殖的非細胞型生物。

病毒是一種非細胞生命形態,它由一個核酸長鏈和蛋白質外殼構成,病毒沒有自己的代謝機構,沒有酶系統。因此病毒離開了宿主細胞,就成了沒有任何生命活動、也不能獨立自我繁殖的化學物質。一旦進入宿主細胞後,它就可以利用細胞中的物質和能量以及複製、轉錄和轉譯的能力,按照它自己的核酸所包含的遺傳信息產生和它一樣的新一代病毒。

狹義的生物病毒是一種獨特的傳染因子,它是能夠利用宿主細胞的營養物質來自主地複製自身的DNA或RNA、蛋白質等生命組成物質的微小生命體。而廣義的病毒複雜得多,感興趣去查專業資料。

生物病毒不管是烈性噬菌體還是溫和型噬菌體,都必需在活的宿主細胞中才能得以複製繁殖,利用宿主細胞的核苷酸胺基酸來自主地合成自身的一些組件,裝配下一代個體。並達到他們的目的。

複製後的生物病毒裂解宿主細胞而被釋放出去,感染新的宿主細胞。


什麼,病毒還有別名。「烈性噬菌體、溫和型噬菌體」。說白了,病毒就是吃你的,喝你的,最後還要你的命。


為什麼全國人民都注射了新冠疫苗,現在新冠病毒還在肆掠?

我們不得不說一個話題,病毒的變異。

病毒的變異包括:突變 基因重組 基因產物的相互作用

突變


病毒的突變(Mutation)是指基因組中核酸鹼基順序上的化學變化,可以是一個核苷酸的改變,也可為上百上千個核苷酸的缺失或易位。病毒複製中的自然突變率10-5~10-8,而各種物理、化學誘變劑 (Mutagens)可提高突變率,如溫度、射線、5-溴尿嘧啶、亞硝酸鹽等的作用均可誘發突變。突變株與原先的野生型病毒(Wild-type virus)特性不同,表現為病毒毒力、抗原組成、溫度和宿主範圍等方面的改變。

1.毒力改變 有強毒株及弱毒株,後者可製成弱毒活病毒疫苗,如脊液灰質炎疫苗、麻疹疫苗等。

2.條件致死突變株 病毒突變後在特定條件下能生長,而在原來條件下不能繁殖而被致死。其中最主要是的是溫度敏感條件致死突變株(Temperature-sensitive conditional lethalmutant),簡稱溫度敏感突變株(ts株),在特定溫(28~35℃)下孵育則能增殖,在非特定溫度(37~40℃)下孵育則不能繁殖,而野生型在兩種溫度均能增殖。顯然是由於在非特定溫度下,突變基因所編碼的蛋白缺乏其應有功能。因此大多數ts株同時又是減毒株。現已從許多動物病毒中分離出ts株,選擇遺傳穩定性良好的品系用於製備鹼毒活疫苗,如流感病毒及脊髓灰灰質炎毒ts株疫苗。

3.宿主適應性突出例如狂犬病毒突變株適應在兔腦內增殖,由「街毒」變為「固定毒」,可製成狂犬病疫苗。


基因重組

當二種有親緣關係的不同病毒感染同一宿主細胞時,它們的遺傳物質發生交換,結果產生不同於親代的可遺傳的子代,稱為基因重組(Genetic recombination)。

1.活病毒間的重組例如流感病毒兩個亞型之間可基因重組,產生新的雜交株,即具有一個親代的血凝素和另一親代的神經氨酸酶。這在探索自然病毒變異原理中具有重要意義。流感每隔十年左右引起一次世界性大流行,可能是由於人的流感病毒與某些動物(雞、馬、豬)的流感病毒之間發生基因重組所致。

2.滅活病毒間的重組例如用紫外線滅活的兩株同種病毒,若一同培養後,常可使滅活的病毒復活,產生出感染性病毒體,此稱為多重複活(Multiplicity reactivation),這是因為兩種病毒核酸上受損害的基因部位不同,由於重組合相互彌補而得到復活。因此現今不用紫外線滅活病毒製造疫苗,以防病毒復活的危險。

3.死活病毒間的重組例如將能在雞胚中生長良好的甲型流感病毒(A0或A1亞型)疫苗株經紫外線滅活後,再加亞洲甲型(A2亞型)活流感病毒一同培養,產生出具有前者特點的A2亞型流感病毒,可供製作疫苗,此稱為交叉復活 (Cross reactivation)。



基因產物的相互作用

1.表型混合(Phenotype mixing)兩種病毒混合感染後,一個病毒的基因組偶而裝入另一病毒的衣殼內,或裝入兩個病毒成分構成的衣殼內,發生表型混合。這種混合是不穩定的,傳代後可恢復其原來的特性。

2.基因型混合(Genotype mixing)指兩種病毒的核酸偶爾混合裝在同一病毒衣殼內,或兩種病毒的核酸偶爾包在一個囊膜內,但它們的核酸都未重組合,所以沒有遺傳性。

3.互補(Complementation)指兩種病毒通過其產生的蛋白質產物(如酶、衣殼或囊膜)相互間補助不足,例如輔助病毒與缺損病毒間、兩個缺損病毒間、活病毒與死病毒間都可以互補,互補後仍產生原來病毒的子代。

4.增強(Enhancement)指兩種病毒混合培養時,一種病毒能促進增強另一種病毒的產量,可能是因為前者壓制了產生干擾素所致。

病毒有這麼多的方法改頭換面,所以導致即使研發出疫苗,也不能徹底遏制變異後的病毒的傳播。除非馬上有變異後病毒的疫苗。


我們來看看新冠病毒的真實面貌


清華大學結構生物學研究組李賽實驗室目前是亞洲唯一具備該能力的研究團隊。該團隊撥開迷霧,揭示了新冠病毒的亞結構。

要揭示新冠病毒的真實面貌,就要給新冠病毒拍攝「透視照」,通俗的講,就是給新冠病毒拍「CT」。必須具備常年的病毒研究經驗、冷凍電鏡斷層成像技術、亞納米解析度結構解析技術。這個研究領域在國際上非常前沿。

新冠病毒的囊膜內蛋白群日漸清晰,呈現出「巢中蛋」的結構,由於它們收納著RNA,就像孕育著病毒邪惡的生命一樣,那靜謐安穩的姿態與囊膜外刺突蛋白的張牙舞爪大相逕庭。


新冠病毒的「老巢」,超長RNA緻密纏繞,蛋白為RNA提供了超強規則感的骨架,它們貼著囊膜以六聚體的「鳥巢」方式排列,在球心位置又以正四面體的「金字塔型」排列。就這樣,新冠病毒既解決了將可達自己體長100倍的核酸塞進體內的幾何難題,又加固了體魄以面對人體外變幻莫測的挑戰。人類的建築大師看到這一幕可能也會禁不住讚嘆「鬼斧神工」。「核蛋白規則的排列,有助於收納超長RNA;當病毒攻擊宿主後,又能夠有序地把RNA釋放出去,不至於有所缺損。具有這麼精妙的結構的東西,盡然是讓人色變的惡魔。

人類的科學技術在不停的發展。但是,人類開始有些自滿了。很多時候,人類在大自然面前,是如此渺小和脆弱。一個新冠病毒就讓全球陷入了一片混亂。我們應該認真思考人類和大自然相處的法則。

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