第374期【齐悦读—线上共读—透视新科技】 “齐悦读”[线上共读] 《探秘“新冠病毒”》
讲座题目：透视新科技——探秘“新冠病毒”
主 持 人：王筱磊
做客嘉宾：孟颂东 中国科学院微生物研究所教授
叶 盛 北京航空航天大学教授
讲座时间：2022年6月27日～7月3日
（备注：讲座视频可循环播放）
探秘“新冠病毒”
讲座内容：
认识病毒，科学防控。各位好！我是主持人王筱磊，欢迎大家收看我们的节目！首先为您介绍演播室参与讨论的两位嘉宾，为您介绍中国科学院微生物研究所的孟颂东教授，欢迎您！另外也是大家老朋友了，是来自于北京航空航天大学的叶盛教授，欢迎您！主持人好！观众朋友们好！我们今天要聊到的这个话题，就跟这次的疫情相关，它的全称叫新型冠状病毒肺炎疫情。那有新型，我们就先来讲冠状病毒，为什么叫冠状病毒？它是个什么样子呢？
我们对冠状病毒其实并不陌生，人类在1937年，就首次从鸡的身上分离出了一种新的病毒，它是鸡的冠状病毒。那么1965年，又从人身上分离了第一株人身上的冠状病毒。就是病毒太小了，它必须要通过电子显微镜的观察才能够观察到，其实刚才孟教授介绍的这个1937年发现的这个叫做禽类传染性支气管炎，这样一个病毒。它后来说是我们第一种能够人类分离出来的冠状病毒，但其实那个时候并不知道它长什么样子，其实是在1960年代（上世纪六十年代）的时候，才通过电子显微镜观察到了刚才我们说的这个禽类传染性支气管炎病毒。然后观察到了能够引发人类普通感冒的这几种冠状病毒，然后才发现了它们的样子，整体上是一个球形的，然后外面有很多的尖刺，这个尖刺，在电镜照片上看起来很像是太阳的日冕的那个形状，然后冕是什么？冕就是冠，它很像是欧洲的皇冠上面出来的那些尖刺，所以才有了冠状病毒这样一个名字，才有了这样的一个分类。
冠状病毒它在这个病毒分类里，应该是怎么回事？冠状病毒实际上你也知道，就是在很多年（前），我们已经发现这个病毒了，那么也发现了不同的感染人的冠状病毒，为什么没有引起重视呢？是因为一方面，它感染是多在冬季和早春，它的症状关键是比较轻，就是一个轻微的感冒的症状，所以我们知道有些人感染了，有些人感染了轻微的感冒的症状，我们知道有这个病毒存在，但是并没有引起我们很大的重视。因为它的症状轻微，危害是比较小的，所以在这个冬季或者初春时节，很多人可能感冒、发烧、流鼻涕等等一系列的症状，都有可能是感染了冠状病毒。对，像我们感冒那么几种病毒，有可能一个是鼻病毒，一个是流感病毒，还有一个是冠状病毒，这都可能引起我们这种感冒的症状。但这个症状是相同的。对，都是感冒。我们平时说的感冒的（症状）。说到这个冠状病毒，其实本来我们最初的认识，只能引起普通感冒，而且在普通感冒里其实都不占主要。我们的普通感冒里边有50%以上是由鼻病毒引起的，那个不是冠状病毒，那是另外一类病毒，大概只有10%到15%是由这个冠状病毒引起的，所以人类其实一直对普通感冒不是很重视。对。
对流感很重视，所以原来我们发现有流感病毒，能够引起这个流行性感冒之后，于是英国有一个医学研究委员会非常有名，他们就专门儿设了一个部门，叫普通感冒研究部。在上世纪五十年代的时候，专门研究普通感冒，就是这个部门的科学家发现了鼻病毒，说原来普通感冒有一多半都是由鼻病毒引起的。然后，他们又发现了两种冠状病毒，也是能引起普通感冒，就是因为这个原因，所以当时的科学界对于冠状病毒并没有重视起来，觉得这个东西不会对我们造成很大的健康的伤害。但是我想可能大家对这个冠状病毒比较熟悉的，应该就是之前的SARS（严重急性呼吸综合征）疫情，那个SARS疫情就是由冠状病毒引起的是吗？对，像2002年，2003年，在我们国家和亚洲一些其他国家的这种SARS（严重急性呼吸综合征），后面就鉴定出来，它是一种冠状病毒引起的。当然这个危害就比较大了，它可以引起这种严重的这种肺炎，然后波及的范围又比较广，而且关键是它病亡率较高，那么可以达到10%的这种病亡率，所以才引起大家的广泛的关注。这就是冠状病毒首次被大家那么重视，是因为它的危害程度比较大。
冠状病毒除能感染人类外，还可以感染哺乳类动物、家禽和一些鸟类。目前已发现的可以感染人类的冠状病毒，共有7种，它们的致病性有很大差异，其中四种冠状病毒会感染人的上呼吸道，造成普通感冒。在新型冠状病毒出现之前，还有两种冠状病毒对人类产生了很大的危害。2002到2003年出现的SARS（严重急性呼吸综合征）冠状病毒导致的“非典”疫情，波及到多个国家与地区，病亡率约为10%。由此，人类才认识到冠状病毒也可以对健康构成巨大威胁。2012年至2014年，在中东地区和韩国又爆发了MERS冠状病毒，引起的中东呼吸综合征，其造成的病亡率更是高达30%以上。至今，全球每年仍会有一百至二百人左右，被MERS（中东呼吸综合征）冠状病毒感染。2019年底出现的新型冠状病毒，与其他的冠状病毒有何不同呢？为什么它的危害怎么大呢？
像这种冠状病毒的话，一般认为它现在致病性，为什么就是（这么大）？比如说像SARS（严重急性呼吸综合征）后面有MERS（中东呼吸综合征）道冠状病，就是这种中东的呼吸道，这种型冠状病毒。包括这一次的新型冠状病毒，它的危害为什么这么大，它原因当然从大的方面，那就跟叶老师说的一样，它是个新的，它等于说冠状病毒也有很多种，如果出现一个新的，我们身体尤其免疫系统又不认识它的时候。我们这个数据库里没有它。对，那有可能就会造成比较严重（后果），但是如果说具体来说它为什么？大概有这么几个原因，第一个原因它感染我们的，比如说肺上皮细胞，呼吸道上皮细胞以后它的这种复制能力特别快，就是说它在很短的时间能够造出大量的病毒，这样对我们的这个肺细胞，肺泡这种损伤就比较大。因为它那个病毒，它感染细胞以后，对细胞实际上是一个很大的损伤，能够引起细胞的凋亡，也就死亡，这是一个原因。第二个原因就是说，一旦这种大量的病毒感染我们的呼吸道、肺以后，它会造成其他的一些机会性感染。比如说像一旦感染到冠状病毒以后，患者往往伴发着其他的细菌感染，甚至真菌的感染，这样就比较严重了，在肺部如果有细菌又有真菌，它会加重这个病情。第三个，也是比较根本的，就是说在我们的免疫系统全力地对抗病毒，大量的病毒感染的时候，尤其是天然免疫，它分敌我的能力没有这么强，往往就是那些细胞因子，巨噬细胞它在杀病毒的时候，它也把我们正常的肺上皮细胞也给杀掉了，这就是为什么很多患者是死于免疫风暴。
这一次，我们注意到这个词叫新型冠病毒，这个新是新在什么地方呢？新是区别于以往的这种，引起轻微感冒症状的那些病毒，然后，SARS（严重急性呼吸综合征）和MERS（中东呼吸综合征）这些病毒，那么我们又发现了区别于这些病毒的一个新的病毒的类型，所以我们把它作为新型冠状病毒。其实现在统一（对这种疾病）的命名COVID-19，其实这个19，那就是简单理解为2019年发现的这个病毒。这个新冠病毒从目前我们研究的情况来看，跟之前其他的冠状病毒对人体造成的伤害是不是格外的严重呢？现在初步的研究，就是和以往的这些，比如说SARS（严重急性呼吸综合征）和MERS（中东呼吸综合征），它有几个特点。第一个特点，它传染能力强，它进入细胞的能力强了，它感染能力强。第二个特点，潜伏期相对要长，潜伏期有可能人接触到一个病毒感染，那么在两天，有些长达到十四天才发病，潜伏期是明显延长，这是它的第二个特点。第三个特点，它的致病性，也就是病亡率，现在观察到，不如像SARS（严重急性呼吸综合征）、MERS（中东呼吸综合征）这么严重。就是说感染人类以后，它的这种疾病的严重程度和引起死亡的比例，比SARS（严重急性呼吸综合征）、MERS（中东呼吸综合征）要小。
实际上的话，从病亡率这个角度来看，确实跟SARS（严重急性呼吸综合征）和MERS（中东呼吸综合征）还有很大的差距，像中东呼吸综合症这个MERS病毒爆发以来的话，总体的病亡率是在30%左右，是相当高的。但是你看这个病毒至今也没有彻底消亡，每年可能全世界仍旧有100多例的这样的感染的这样的病人，它没有消亡，但是恰恰是因为它的这种高病亡率，所以抑制了它这种大范围的传播，而相对来说的话，新型冠状病毒病亡率可能没那么高，但是就像孟老师说的，它的传播力强，所以这可能又是一种平衡吧。还有一个就是，比如说新型冠状病毒，已经发现它实际上（感染能力）为什么这么强？我们知道病毒它要感染一个宿主细胞，它必须要通过宿主细胞表面的一个蛋白，它认识，我们把它叫受体，它才能进入到这个细胞里边，才能够进行繁殖。我们发现现在的这个新型冠状病毒，它表面那个蛋白和这个受体它的亲和力，比SARS（严重急性呼吸综合征）和其他的冠状病毒要强，那就证明它的感染能力很强，那就进入细胞的能力，比其他的冠状病毒要强。
我们简单地来理解，就相当于这个有一个小偷去偷东西，比较差的是溜门撬锁，这个病毒相当于拿着一个万能钥匙。对，你可以这么理解，或者我们可以这样理解，就是这个过程，我总是形容它有点像是一个拉门把手的过程。嗯。咱们的细胞表面上存在着很多的膜蛋白，这些膜蛋白，首先它有自己天然的功能，它对我们是有好处的东西，不是说有的人理解说，干吗我们的细胞上有一个病毒的受体，那不是它本来的功能，它本来的功能有其他的功能。但是病毒在进化的过程中，恰好选择了这种蛋白作为它进入细胞的那个识别的通道，于是就好像去拉那门把手一样。如果我们说SARS（严重急性呼吸综合征）病毒，它在拉这门把手的时候，可能拉十次成功八次，那么，十个病毒特立冲只有八个能进去，而现在这个成功呢，可能拉10次成功8次，那么10个病毒颗粒中，只有8个能进去。而现在这个病毒，它也许拉10次能成功9次，甚至拉10次能成功10次，于是它每一次都能紧紧地抓住这个门把手，然后把自己拉入到这个细胞里面去。
叶教授你说这个我特别有画面感，你知道现在有一种车的门把手是隐藏着的，你只有拿着钥匙的人，然后那门把手才能弹出来，你一抓就把门打开了，就这个病毒就相当于它有一个身份，它就能扮演成车主，它只要一走过去，这车主动就把门把手伸出来，它就打开门了。对，这其实就是变异的结果，因为它的基因变异了，那么它病毒表面充当手的这个角色的蛋白质也在变化，而我们面临的这个新型冠状病毒，它的这只手恰恰已经变异成一个能够非常好地去识别人体细胞表面的这个蛋白，能够结合得很好。这个病毒确实是来势汹汹，造成了非常严重的结果，这个新冠病毒是怎么样进入到人体里面去的呢？它进入到人体，那就是它凡是这个细胞表面有它的这个受体的细胞，它理论上都有可能去感染，就相当于这个汽车一样，只要有它能够开的那个门把手，它理论上都能够进去，比如说现在发现的这种肺上皮细胞，呼吸道上皮细胞，包括某些这种免疫细胞，包括像巨噬细胞，人的血液细胞。包括这种心（脏），还有这种肾脏的一些细胞，都表达着它的受体，从道理上它都可以进去，包括肠道，肠道的一些上皮细胞。
咱们身体中的这些不同细胞，这个细胞不同，体现在什么方面，有很多方面，其实最主要的一个是它们生产出来这些蛋白质，是不一样。对。那核心的这些当然肯定是一样的，但是比如说细胞表面可能就会带有不同的蛋白质，那么像我们前面说到的普通感冒，我们一般说普通感冒也叫做什么上呼吸道感染。对。就是上呼吸道感染，基本上就是在咽喉以上的这些部位，那么我们这些细胞和我们下呼吸道，也就是气管、支气管和肺部的细胞，它的表面的蛋白质就不一样，实际上正是这种不一样导致了，那些相对温和的冠状病毒不会进入到我们的下呼吸道，而也导致了我们这个SARS（严重急性呼吸综合征）、MERS（中东呼吸综合征），还有这次的新型冠状病毒，它们主要侵袭下呼吸道。但是这次的新型冠状病毒来说，它其实还不只是在我们肺部的这些细胞里面，那么在其他的一些细胞表面，只要有它合适的这样的受体蛋白，似乎它都有能力能够去入侵，所以这也使得它侵染的脏器比我们以前所认识的还要多。
一个病毒是如何成功进入人体内部的呢？对于新冠病毒而言，呼吸道的上皮细胞是它攻击的目标，因为这种细胞的表面有一种膜蛋白，它是新冠病毒选择的受体。一旦新冠病毒表面的刺突蛋白与呼吸道上皮细胞表面的受体蛋白识别并紧密结合在一起，新冠病毒就拥有了打开呼吸道上皮细胞的钥匙，然后它进入上皮细胞中进行复制，产生大量病毒并从细胞中释放出来，感染新的上皮细胞，这时就需要免疫系统产生抗体，清除释放出来的游离病毒。同时，T细胞会杀伤被感染的细胞，从而彻底清除体内的病毒。如果不能及时清除病毒，后果将不堪设想。您跟我们描述一下这个病毒特别特别小，它进入到细胞里面以后，拉开这门把手进去了以后，这细胞里就会发生什么变化呢？它一般进入到细胞里边以后，我们知道我们的细胞是整个是一个你把它理解为一个加工厂，那么我们身体细胞它生长，它也需要自己合成自己的蛋白，自己的这些遗传物质使细胞发挥正常的生理功能。病毒一旦进入到细胞以后，它会把这一套系统，比如说基因复制的系统，包括蛋白合成的系统，去绑架为自己服务，去表达自己的这些基因和蛋白。等于说绑架（细胞）加工它自己的东西，这样的话那给细胞就造成很大的伤害。因为细胞不能够再去加工和生产，它自己生命所需要的东西。被迫去加工病毒的这些蛋白这些基因，那么首先这样就会造成细胞的大量的坏死和凋亡。那第二个原因，就是它在细胞里复制、复制，复制出成千上万个病毒以后，它就会从细胞（里），通过分泌的途径分泌出来，有些细胞直接就胀裂了，那么这个宿主细胞就破裂了，这个病毒释放出来，然后去感染新的这些宿主细胞。
病毒为什么要这样去做呢？因为它们不是严格来说的生命体，它们没有那套分子机器，其实什么叫活着，我们对活可能有很多定义，对于一个生命体来说，活就意味着什么呢？这个细胞里要有能量的流动，要有物质的代谢。什么叫代谢？就是旧的物质要消失，然后新的物质要合成出来，我们的细胞一个细胞，你看它好像静止在那不动，其实它内部的这些生物大分子，旧的在不断分解，而新的在不断合成，去替代那些旧的，所有这个过程中都要利用能量，而病毒做了什么呢？病毒把这套东西都拿来给自己用了，用细胞的能量生产自己的蛋白质，组装自己的病毒颗粒。所以有一张照片，就是我们在电子显微镜下拍摄到的这个细胞被病毒感染之后的这样一个图片，有的是细菌被噬菌体感染之后。有的是这个人的细胞被病毒感染之后，你可以看到那个细胞里面已经充满了新的病毒颗粒，你觉得这样一个细胞还能活下去吗？它肯定只有死亡这一条路了。又让我想起画面感很强的很多年轻人打游戏，就像是那个游戏，别人的兵工厂一直在生产那个战士，然后你派了一间谍去了，这兵工厂虽然还一直在工作，本来应该生产小红人，现在全生产小绿儿。你这个比喻非常恰当。
这次的这个新冠病毒感染到人体之后，它会使人体发生一些什么样的变化呢？感染人以后，那么患者出现的普遍的现象，一个是体温升高就发热，然后还有干咳、咳嗽，还有乏力，这是普遍的症状。当然如果一旦重症化以后，会出现这种肺部的严重的感染，这种呼吸窘迫，然后还有难以纠正的这种酸中毒，就是还有一些这种血小板减少，就造成了这种凝血功能的这个障碍。现在还比较头疼的就是让这些大夫比较头疼的，它可能还累及到，比如说心脏，累及到肾（脏），累及到肝脏这些器官，也会造成功能的障碍，这也是目前就是治疗过程中遇到的一些新的一些问题。为什么会出现这样一系列症状？比如发热、干咳，是什么地方出了问题，才会导致我们出现这样的症状呢？其实新冠病毒它感染人体以后，比如说感染人的这种肺，包括我们的天然免疫，和这种获得性免疫，要去清除这些病毒。在清除病毒的过程中，那么发烧是我们身体免疫系统活化，对抗病毒一个正常的生理反应，这是发烧。那咳嗽也是我们身体的一个自我保护的功能，比如说是比如说肺部有病毒、有痰，痰里边就是含有一些病毒，含一些坏死的这些细胞，我们身体想通过这种咳嗽的方式把它排出到体外，其实也是一个自我保护的一个功能。然后疲劳当然不用说了，我们的免疫系统在对抗病毒的时候，当然它是消耗体力的，就迫使我们身体需要更多的休息，让免疫系统更好地工作。
也就是说新冠病毒进入到人体之后，是免疫系统在跟它进行对抗的过程当中，出现的一系列的生理表现，我能这样理解吗？可以这样理解，特别是发热这一点，我想稍微补充一下。发热其实是咱们的身体去对抗这些病毒感染的一个重要的手段，为什么呢？因为这个病毒的复制，似乎对于大多数病毒来说，它们都不喜欢过高的温度，而发热是一个什么样的手段？我举个例子来说，就是一个叫做杀敌一千，自损八百的这么一个手段。就是我们的细胞，其实也不喜欢偏离我们正常的体温，所以你看当人发热的时候，或者有的时候，有的人说我怎么最近轻微发热，你去仔细查一下，往往会有某种健康上的原因，可能是遭遇了某些病毒的轻微感染，也可能是体内有癌细胞等等类似的状况，那么发热其实都是我们机体的免疫系统在工作的这样一种表现。实际上最近因为疫情的原因，大家都会测体温，对吧，那么很多人一说起体温，就是体温正常，体温37（摄氏）度，其实不是这样的，咱们身体的各个部分，在正常情况下的体温都是不太一样的。略有不同，而且根据研究就是，我们现在人类的平均体温比一百年前大概下降了，至少0.2（摄氏）度以上，这个下降是因为什么原因呢？
是因为日常能够感染我们的病原体在减少，这是随着全世界的这样一个医疗卫生事业的发展而得到的这样一个结果，这也从侧面说明了发热其实是与感染，紧密地联系在一起的一件事情。一百年前的人类比我们现在容易得病，应该说他们的身体要面对更多的病原体。因为那个时候的医疗水平，一百年前还没有抗生素，我们还需要面对很多细菌，所以说面对细菌，面对病毒这些病原微生物的这样一个水平，其实是可以从体温上看得出来的。但是这一次的新冠（肺炎）疫情，还表现出来一个很大的特点，就是它的病情发展非常迅速，您怎么理解这一点呢？病情发展非常迅速，这和这病毒的这种快速地复制能力有很大的关系。就是说它在细胞里边，那么刚才叶老师说的一样，也许它在短时间内可以大量感染肺部的很多细胞，那么造成病毒大量的复制。复制完了以后，那就会让我们的免疫系统产生更强烈的免疫系统，对抗这些大量的病毒，就造成了身体的这种免疫风暴的这种严重程度，要明显地更高一些，那就造成这个疾病进展地迅速，这个是和它病毒的复制能力，我觉得是有很大关系的。
当新冠病毒感染人体后，如果人体的免疫系统不能在短时间内及时有效清除，将导致新冠病毒在体内大量复制，同时为活化人体的免疫系统，调动大量不同种类的免疫细胞共同对抗病毒。当新冠病毒的数量极大时，免疫系统会释放更多的细胞因子，免疫风暴也就因此产生了。免疫风暴不仅会破坏患者的身体组织，更严重的会阻碍肺等器官的正常功能，伤害身体的健康。那这些冠状病毒，是从哪来的呢？教授。一般来说就是冠状病毒，它一般是感染鸟，感染哺乳动物。哺乳动物里边有一个比较特殊的一个类群就是蝙蝠。蝙蝠由于它特殊的免疫系统，它就天然带了很多的病毒，包括有多种的冠状病毒，所有的病毒，包括冠状病毒在内，它一个最基本的特性，它变异，它会变异成各种各样的这种不同的亚型，那么保不准它在变异过程中，有些病毒就变异的，它忽然可以获得感染人的这种能力了，由于它是能飞行的这种哺乳动物。如果说再加上中间的一些宿主，那么人在和中间的宿主，亲密接触的过程中，这些少量的能够变异成感染人的这些，原来是蝙蝠的病毒，有可能它就跳到人身上去感染人了，我把它叫做跨种传播。所以这个跨种传播的过程，其实是分两步完成的，就是这个冠状病毒，它在这个动物和动物之间传播的过程当中，它发生了变异，不知道是为什么原因，但是它拥有了一种能找到拉开那个门把手的能力，可是它拥有这个能力还没有造成结果，然后接下来一个特别的原因，它从动物的身上到了人的身上，一下子就结合到一起，然后因为它能够拉开这门，就从一个人身上到另外一个人身上。
你可以这么理解，因为病毒它的变异，它其实是没有方向，是随机的，但是随机总有一个，有一种病毒随机的，正好是变异成能够把人的这个门把手拉开的这个（能力）。如果说它这时候不接触到人，它很快在蝙蝠里，它也生长不起来，或者慢慢地被淘汰了。又出现新的变异就被淘汰了。但是碰巧如果这种变异病毒出现了，人又和它接触了，那它就跳到人身上，那它就不断地拉门手，不断地就传播起来。如果我们换另外一个角度，从病毒的角度来讲，这是它的一次非常成功的变异。对，这个变异对它来说，可能一开始不是个好事情。因为当你获得了，一只能够拉开人类细胞的门把手的时候，你也就丧失了，能够拉开蝙蝠细胞的那只手，所以其实对于它在蝙蝠身上的生存并不是一个好事情。所以刚才我觉得孟老师讲得非常好，就是这个时候，一定有一个关键因素，就是人和野生动物发生了亲密接触，这个亲密接触，使得这个病毒还没有被太阳晒死，还没有在自然界中消亡的时候，就迅速转移到了人的呼吸道里，它发现我得到了一个金钥匙，我是含着金汤匙出生的，我有这样一只手，可以去拉开人类的细胞。好，在我们充分地了解了病毒，了解了冠状病毒，了解了自身的免疫（功能）之后，面对这样的疫情，还有什么科学的方法可以帮助我们打赢这场阻击战，我想这些话题我们会留在下一期，跟您继续来分享。感谢两位专家的到来，谢谢各位的陪伴！我们下期节目再见。
（通讯员 邓辉）
