优雅的守护者：如何将病毒赶出身体

引言人体战场上，局势正愈发骇人。01身体战争数以亿计的细胞接连陨落，先天性免疫系统在做着徒劳的抗争，试图遏制病毒感染如野火般蔓延。△拉响警报体内洪流般的化学信号呼啸而过，恳求体温升高，让你浑身灼热，只为让免疫系统加速疾行，更加奋力地厮杀。各类系统全面启动，黏液激增，咳嗽剧烈，这个过程虽将数百万病毒微粒逐出体外，却也让你自己成为了强大的传染源。海量的化学武器、细胞因子以及那些陨落或垂死的细胞，让你精疲力竭，痛苦不堪。这一切的一切都是为了争取时间。△自然杀伤细胞抵达自然杀伤细胞需两三日方能抵达战场，为那些苦战的免疫细胞分担压力。它们遍布组织表面，歼灭被感染的上皮细胞，尤其是那些被甲流病毒操控、MHC-Ⅰ类分子“标识”缺失的上皮细胞，同时也不放过其他细胞。它们让那些苟延残喘的感染细胞迅速终结，既结束了它们的痛苦，也阻止了更大的破坏。自然杀伤细胞的到来，显著增强了战场的防御力，感染细胞的数量大幅减少。但即便这些冷酷的杀手，也无力终结感染。它们同样只是在拖延，尽管成效远超巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞。△树突细胞收集战事中，除了自然杀伤细胞们在奋勇杀敌，成千上万的树突状细胞同样也在努力，它们在战场搜集样本—捕获病毒，将其拆解，置于自身的MHC-Ⅰ类（及MHC-Ⅱ类）分子中。随后，树突状细胞奔赴淋巴结，激活杀伤性T细胞和辅助性T细胞，后者再进一步激活B细胞以产生抗体。终于，在卧床一周之后，重型武器降临。△杀伤性T细胞战斗数以万计的杀伤性T细胞，携带着能识别甲流病毒的受体，涌入肺部。它们逐一检查细胞，与之亲密接触，透过MHC-Ⅰ的窗口深入窥探，聆听细胞内部蛋白质的故事。一旦发现病毒抗原，便立即下令感染细胞自我了断。巨噬细胞则加班加点，吞噬死去的友军与敌军。数以百万计的抗体也抵达战场，清除细胞外的病毒，阻止它们进一步感染。在B细胞与T细胞的精妙协作下，免疫细胞生成了多种抗体，从各个角度对病毒发起攻击。△抗体包围病毒病毒表面有与上皮细胞结合的结构，而中和抗体可以与之紧密结合，让病毒失去攻击力。病毒被众多抗体包裹后，无法侵入细胞，最终变成一堆无害的遗传编码和蛋白质，被巨噬细胞清除。除此之外，其他抗体各司其职，用独属于它们自己的方式阻击病毒。例如，有一种名为“病毒神经氨酸酶”的病毒蛋白，它的阻击方式就很有趣。具体来说，病毒首先会找到并进入细胞，在细胞内“复制粘贴”，造出更多的病毒核酸和蛋白并在其中组装成一个完整的病毒结构，就像搭积木一样。随后，它们会移动到细胞膜特定区域。在这里，病毒会“穿上”细胞的一部分膜作为自己的“外套”（包膜），然后通过细胞的“出芽”方式，就像种子从土里发芽一样，被释放出来，开始寻找新的细胞去感染。而在这个过程中，病毒神经氨酸酶就能与抗体结合，阻止它的出芽行为。其结果就是，新生成的病毒粒子就像被胶水粘住一样，大量附着在受感染的细胞表面，无法脱离并进一步传播到其他细胞，它们就像是被困在捕蝇纸上的苍蝇，动弹不得。抗体与杀伤性T细胞的联手效果显著，肺部病毒迅速溃败。接下来数日，免疫系统各部分协同作战，清除残余感染，彻底打扫战场。战事似乎已告一段落——然而并非如此，还有一道很重要的工序。与细菌感染相比，病毒感染引发的免疫应答更为复杂：它波及全身，涉及多个系统、器官和组织，感染更为凶险。当你卧床不起、痛苦难耐时，请铭记，这些不适多半是免疫系统为清除感染所致。若任其随意施展这些反击手段，免疫系统对身体的伤害将远超甲流病毒本身。因此，身体必须能够调节免疫应答的强度，一旦不再需要便立即关闭，恢复内部平衡。根据我们的免疫系统抗击病毒感染的过程，我们可以再简单的列出一个轴线：先天性免疫系统初步抵抗体温升高以全面激活免疫系统自然杀伤细胞介入+树突状细胞收集样本杀伤性T细胞攻击+巨噬细胞清理战场抗体出现，清除细胞外的病毒免疫系统持续协同作战免疫应答关闭02为何缺乏高效的抗病毒药？你或许曾有这样的疑问，尤其是在COVID-19全球肆虐的时候：为何我们缺乏有效的抗病毒药？我们拥有众多治疗鼠疫、尿路感染、败血症等细菌感染的抗生素，为何却对流感、普通感冒或新型冠状病毒束手无策？根源在于：病毒与人体细胞太过相似。如今，我们已习惯于“用药治病”的观念。在发达国家，严重感染性疾病已基本得到控制，因此缺乏抗病毒特效药的事实让人难以接受。那么，为何会这样呢？这要从细菌与人类的演化之路说起。借此机会，我们也简要介绍抗生素的机理。科学家们如同普罗米修斯般，从自然界“窃取”了“火种”—抗生素，并开始培育。在自然界中，抗生素是微生物生成的、用于杀伤其他微生物的化合物，宛如微观世界的武器。最早成功的抗生素“青霉素”由“产红青霉”产生，它能阻止细菌合成细胞壁。细菌在生长、分裂过程中需要形成更多细胞壁，而青霉素的结构能干扰这一过程，抑制细菌繁殖。青霉素治疗细菌感染安全有效，因为人体细胞只有细胞膜而无细胞壁，青霉素对人体细胞无影响。你或许还听说过“四环素”，它源自“金色链霉菌”，通过抑制细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用。回顾蛋白质的合成过程，你会想起名为“核糖体”的细胞器。核糖体利用mRNA的信息合成蛋白质，对人类细胞和细菌生存至关重要。没有新蛋白质的合成，细胞就会死亡。尽管人类的线粒体和细菌的核糖体功能相似，但结构不同，因此四环素能抑制细菌核糖体而不影响人体细胞。简而言之，细菌细胞与人体细胞差异显著。它们赖以生存的蛋白质不同，特有的细胞壁等结构人体并不具备，繁殖方式也截然不同。这些差异为我们攻击和消灭细菌提供了绝佳机会。有效的药物通常具有能与病原体特有结构结合的分子（与受体结合抗原相似），而这种结构在人体中并不存在。原则上，这就是许多药物、尤其是抗生素的工作机制，它们专门攻击细菌那些与人体细胞不同的特征。“好吧，这些我都懂，但这和我们缺乏抗病毒特效药有很大关系吗？”是的，关系重大。实际上，我们有数千种对抗病毒感染的药物，但问题在于，这些药物大多危险重重，甚至可能致命。许多药物除非万不得已，否则不能使用，仅在患者生命垂危时才可考虑。再想想病毒的本质。我们可以在两个环节攻击病毒：细胞外或细胞内。要在细胞外攻击病毒，就必须针对那些能与细胞受体结合的病毒蛋白。然而，这种方法的最大问题在于，能抑制病毒蛋白的药物也可能与人体多处结合。因为病毒要与细胞受体结合，就必须伪装成人体的一部分，且这部分还需具备某种关键功能。如果我们针对这类病毒开发药物，那么这些药物很可能会攻击所有能与该受体结合的人体蛋白。在细胞内攻击病毒也是同样的道理——我们无法制造出能扰乱病毒新陈代谢环节的药物，比如针对核糖体的药物。因为病毒利用的正是人类的核糖体。真是令人头疼，病毒太像人类了，因为它们利用人体的结构进行自我复制。End写在文末但不要多想了，先庆贺自己的身体打赢了一场病毒感染战役吧，也请不要忘记，我们的免疫系统在其中发挥的重要作用。图源：《战斗细胞》、外网

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