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新型冠状病毒肺炎很可怕。


致病机理

 

大家知道,武汉肺炎是一种新的感染人的冠状病毒,它的作用机制是作用于消化道、呼吸道上皮细胞。

该病毒的主要受体为人肺泡上皮细胞的ACE2蛋白,另外由于咽喉与食道相连,或者存在粪口传播,部分病毒可能通过咽喉部进入到消化道,通过感染肠上皮细胞以及激活肠道免疫反应,产生胃肠道症状。 从病毒侵染人肺泡上皮的过程来看,其首先利用自身的Spike蛋白与ACE2蛋白发生相互作用,从而侵入人体。(参见天津科研团队发现可预防冠状病毒感染作用的候选分子)

 


 

人的症状和免疫机理

呼吸系统属于一个开放系统,每时每刻都在接触外来的入侵物。因此,从门户鼻腔一直到肺泡均有众多的免疫细胞在辛勤工作,发挥着防御监视的作用。

气道(支气管、细支气管等)表面大部分细胞含有细长的纤毛(如同刷子),另外表面还有些细胞被称为杯状细胞,能够分泌黏液,这样分泌的黏液能够包裹病毒,并依靠纤毛向上的推动,将黏液经气道从口腔内排出,此即为日常所说的咳痰(这种痰中以及咳嗽溅出的飞沫中含有病毒颗粒)。

但是,当病毒入侵肺泡后,肺泡部位由于缺乏纤毛以及杯状细胞,难以通过上述的物理运动方式,将病毒所致的分泌物和组织细胞碎片排出至体外,从而产生干咳症状和胸闷的感觉。

(1)一旦病毒进入到鼻腔,与免疫细胞相遇(一两个病毒可能遇不到免疫细胞),免疫细胞通过识别病毒,发出警报(释放免疫因子),从而刺激鼻黏膜的神经末梢,引起机体打喷嚏,将入侵病毒排出,但这种防御机制是很粗糙的;

(2)未被排出的病毒会因吸气产生的吸力,而侵入到咽喉部,咽喉部含有粘液和大量免疫细胞,粘液粘附病毒,使得免疫细胞能够充分与病毒接触,一方面对病毒进行直接吞噬,免疫细胞一方面通过被激活,释放炎性细胞因子和趋化因子,进一步招募免疫细胞进入该部位,从而抑制和攻击病毒;

(3)部分病毒突破咽喉部的防御,进入到气管和支气管,这些管腔表面有一层由纤毛上皮细胞、分泌粘液的杯状细胞以及免疫细胞组成的黏膜,黏膜层的下面为平滑肌层。当病毒感染上皮细胞时,免疫细胞同时也被激活,释放因子促进杯状细胞分泌粘液,刺激平滑肌的收缩,从而产生咳嗽咳痰症状;

(4)但是,如果病人出现干咳症状,则说明病毒突破气管、支气管部位的防线,侵入到了肺泡,肺泡部位的免疫细胞同样会被激活。

这样,一整套环节中的免疫细胞被激活,释放细胞因子如白介素-1,白介素-6,肿瘤坏死因子等,直接刺激体温调节中枢,导致机体发热。另外,病毒入侵肺泡后,如果引起大量肺泡上皮细胞死亡,其释放的死亡物质进一步刺激免疫细胞,引发更强的发热反应,可表现为持续高热。发热反应其实也属于机体的一种保护机制,一方面过高温度能够抑制病毒复制,另一方面,温度升高能够增强免疫细胞的防御能力。除了发热症状外,本次新型冠状病毒感染,部分病人出现了腹泻等胃肠道症状,这是由于咽喉与食道相连,部分病毒可能通过咽喉部进入到消化道,通过感染肠上皮细胞以及激活肠道免疫反应,产生胃肠道症状。

参见:专家解读新型冠状病毒肺炎是否还会二次感染

I型干扰素是细胞最重要的抗病毒武器之一,其主要作用是抑制病毒在细胞内的复制。

另外,激活的巨噬细胞(一类重要的天然免疫细胞,具有强大吞噬功能)能够吞噬细胞外游离的病毒颗粒,而自然杀伤细胞(另一类天然免疫细胞,能够杀伤被病毒感染的细胞)则通过杀伤被感染的细胞,进而破坏细胞内的病毒。这种抗病毒的反应,几个小时内即可发生,尤其重要的是,在这个杀伤过程中,病毒入侵的信息会被传递至免疫系统大本营(医学上称之为淋巴结),而抗病毒的主力军T细胞和B细胞就驻扎在该部位,它们接受指令,经过5-14天准备(T细胞5-7天,B细胞14天左右):B细胞变成特警战士(医学称之为浆细胞),大量产生和分泌抗体,抗体经血液循环至病毒感染部位与病毒结合,一方面阻断病毒进入机体细胞,另一方面增强吞噬细胞对病毒的吞噬;T细胞则直接开赴战场(感染部位),攻击病毒感染的细胞,通过杀灭感染细胞,将病毒斩草除根。

(参见【够科普】中国医学科学院专家详解:人是如何被新型冠状病毒感染的?)