属RNA病毒 变异速度快 COVID-19疫苗研发 突变蛋白成阻力

医句话:

由病毒SARS-CoV-2引起的COVID-19属于冠状病毒的一种,与中东呼吸症候群(MERS)和严重急性呼吸系统症候群(SARS)的病毒同属一个大家族,而它的感染力较强。此外,由于SARS-CoV-2是人畜共患的RNA病毒,特质是经常在复制时突变,因此可能影响目前进行中的疫苗研发工作。

老虎确诊冠病不足为奇

“相比人体细胞如红血球(直径1万奈米)和细菌(如大肠杆菌,长x宽:3000x1000奈米),病毒十分细小,譬如狂犬病病毒(170x70奈米)丶伊波拉病毒(970奈米)和一般造成感冒的鼻病毒只有30奈米。

由此可见病毒体积之小,它们的结构也相对简单,这是为了更容易和快速繁殖。病毒没有自身的代谢机制,无法像生物细胞一样自我分裂繁殖,需要利用宿主的细胞进行复制(replication),所以需要寻找人类或动物成为宿主,感染他们的细胞。

2019冠状病毒病(COVID-19)是由严重急性呼吸系统症候群冠状病毒2(SARS-CoV-2)造成的,属于冠状病毒的一种,体积大约在直径60至140奈米。

冠状病毒是存在自然界已久的病毒类,有庞大的病毒族群,许多生物身上都能找到这类病毒,譬如猪丶猫丶狗丶牛丶老鼠丶蝙蝠丶鸟丶鸡和人。所以看见报道称动物园里的老虎确诊感染COVID-19不足为奇,因为它们都是有可能成为宿主的生物。

至于人类身上的冠状病毒种类可依致病性分为两种,一种是会造成轻微呼吸道感染的,譬如hCoV-229E丶OC43和NL64等。

病毒名称通常以英文和数字来命名,举例来说,‘h’意即‘人类(human)’,‘CoV’意即‘冠状病毒(coronavirus)’。这些病毒对我而言十分常见,平时出现呼吸道感染的病人,医院都会采集样本送往实验室进行检测。

免疫系统不“认识”野味 无法对抗而落败

第二种则是会造成严重呼吸道感染的,包括SARS-CoV丶MERS-CoV和SARS-CoV-2。三者皆是人畜共患病毒,前两者的死亡率分别为10%、35%,而后者在不同国家的死亡率不一,大约在1%至15%之间,感染力较强。就目前所见,它造成的呼吸道感染仅20%为严重,大部分属轻微症状。

人畜共患病毒,意思就是通过动物传染给人类的病毒。至于什么动物身上会带有什么样的病毒,范围十分广泛,仍存有许多未知。如今科学家会到森林里去寻找野生动物,尽可能收集它们身上的病毒。因为我们清楚,当人类开始不满足于家禽类作为食物,便会踏入深山里猎捕动物,尝试野味。这些动物未接触人类,人体免疫系统并‘不认识’ 它们身上所带的新病毒,无法制造抗体去对抗,便可能落败。这就是为何COVID-19造成人心惶惶的原因。

其实除了野生动物,许多家禽类也会传染病毒给人类,造成猪流感或禽流感等,只是因为已研发出疫苗,大多数人都掉以轻心,不会如此在意。惟一旦发生疫情,这些动物的下场就是被宰杀和焚烧。人类若不幸感染病毒逝世,也需让医护人员直接处理大体,家属也无法见最后一面,以避免感染风险。

每当一种新病毒来袭,科学家最担心的事情之一便是病毒的潜伏期,在未出现症状之前,甚至本身为无症状患者仍可传播病毒。若政府没有实施行动管制令(MCO),便可能出现这样的后果:一个人不知晓自己已被感染病毒,如常出门喝茶丶聊天,从而传染给身边亲朋戚友,无法遏制疫情。

制作疫苗 找对蛋白获最大抗体

病毒基因突变是让科学家‘头痛’的事情之一。大众可能听过SARS-CoV-2分为A型丶B型和C型,是因为SARS-CoV-2是RNA病毒,基因较容易突变。病毒可根据遗传物质(核酸)可分为两大类:脱氧核醣核酸(DNA)病毒或核醣核酸(RNA)病毒。

不同于DNA病毒(如天花)相对稳定,突变速率较低,RNA病毒(如流感)的特点是变异速度快,所以造成蛋白质的外壳经常在复制时突变。

冠状病毒主要是由内部的遗传物质(核酸)和蛋白质外壳组成。结构包含4个蛋白,分别是包膜蛋白(Envelope protein,E)、膜蛋白(Membrane protein,M)、棘突蛋白(Spike glycoprotein,S)以及与核酸结合在一起的核壳蛋白(Nucleocapsid protein,N)。

若病毒复制时突变的部位是主要的基因,就有可能会变弱;若突变的部位令它更容易复制,意味着可越快打胜仗,令人体免疫细胞对抗不及,就等于变强了。因此科学家需要收集一系列包括武汉和马来西亚的病毒基因序列,才能研究(包括利用细胞培养病毒)和观察病毒的突变,得出变强或弱的结论。

而疫苗的研发便需要找出对的蛋白,观察人体免疫系统对哪个蛋白产生较多的抗体,以此蛋白的基因制作疫苗。但是,若科学家研发出的疫苗所使用的病毒蛋白,恰好是病毒突变的部位,那疫苗就无效了,这也是为何疫苗的研发需要很长的时间,因为有可能会前功尽弃,得重头再来。

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徐慧仪(Chee Hui Yee)副教授
博特拉大学(UPM)病毒学家  

  

多喝水 防御微生物入侵第一线

动物,尤其野生动物身上,有许多科学家未知的病毒,因此最好的方法便是远离它们,不饲养丶不宰杀和不进食,不成为受感染的人之一。

由于从事病毒相关研究工作,了解到人畜共患病毒的危险性,我本身已由荤转素多年。一名研究禽流感的穆斯林同事,也随着对病毒的深入了解,最终转为素食者。茹素不仅是出于爱心或同理心的选择,也是一种对健康的自我保护行为。动物身上存在未知的微生物,譬如鸡群中的甲型H5N1禽流感病毒,人类可能会因为近距离接触这些鸡只,或没有妥善处理好鸡肉,导致间接将鸡只体内微生物吃进肚子,遭受病毒感染。

同时,我的研究也显示了植物类含有许多抗病毒的成分,而在动物身上未能找到。因此我也鼓励大家多吃蔬菜水果,少吃肉类。

此外,每日饮用充足的白开水,也可增加鼻子和嘴巴的黏液(mucus)。黏液的形成需要水分,因此多喝水便能让身体黏液分泌较多。黏液里面含有非特异性的防御机制如IgA抗体丶抗微生物的肽(antimicrobial peptide)和白血球。这些都是防御微生物入侵的第一线。

IgA抗体并不是特别对抗SARS-CoV-2的抗体,而是针对和阻挡所有外来入侵物质,将病毒‘包覆’起来。若病毒量太多,IgA抗体太少,就无法将全部病毒‘包覆’起来。

保持良好卫生习惯

随着行动管制令(MCO)放宽,大部分人陆续复工,但SARS-CoV-2已对人类的生活造成变化,所以大家需要习惯戴口罩丶保持社交距离和勤洗手。

除了酒精类洗手液,民众在家时以肥皂和流水洗手,也能有效地冲走病毒。因为SARS-CoV-2结构中的包膜蛋白(E)有个‘坏处’,就是容易被肥皂里的成分解体后被带走。另外,当病毒遇到水中一些特别的物质时,也容易被消灭。

此外,大家在聚餐时也应培养使用公筷母匙的良好卫生习惯。大部分华裔一家人吃饭时,往往都是直接使用各自的餐具夹菜,而这些餐具同时也放入嘴巴,这样一来病毒便有可能透过唾液传播。

勿忧喝热汤吃火锅

SARS-CoV-2是否会透过食物传播,要视情况而定。若是喝汤或吃火锅,其实就不必担心食物了,因为SARS-CoV-2高于56°C和20至30分钟的条件下就会被杀死,而你需要担心的是身边的亲友,没有维持社交距离的话便有传染的风险。

同时我也建议大家到餐厅堂食时自备个人餐具,做好保护措施。

此外,一些家长在喂食孩子时,会用嘴吹凉食物,甚至是含在口中‘降温’后再给孩子吃,这是很不卫生的,更会成为病毒传染的途径,因此家长应避免这些举动。”

COVID-19病毒2问:RT-PCR如“复印机”查病毒

问1:为何说SARS-CoV-2传染途径存在中间宿主?
答:目前研究发现,SARS-CoV-2的基因序列的排列与蝙蝠冠状病毒有88%基因相似度;与SARS-CoV和MERS-CoV分别有79%和50%的基因相似度,而要确切地表示病毒是从某个动物身上传染给人类的,两者的病毒基因排列必须高配对,达到95%以上。当基因相似度有落差,代表病毒可能在宿主细胞复制时突变,因此推测蝙蝠作为“原始宿主”,与人类之间存在“中间宿主”。SARS-CoV和MERS-CoV的中间宿主分别是果子狸和骆驼,而SARS-CoV-2的至今尚未查明。

问2:政府采用的RT-PCR(Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction)是如何检测出SARS-CoV-2的?
答:RT-PCR也称逆转录聚合酶链式反应,是一种将病毒RNA复制的技术,如一台复印机去复印病毒基因,达到一定的数量后,便能用测试器测出患者的样本是否有病毒。采检鼻咽或咽喉擦拭液取得的样本,病毒量其实非常少,因此需要让病毒的基因变得足够多后,才能测试出病毒基因。

**温馨提醒:文章与广告内提及产品丶服务及个案仅供参考,不能作为看诊依据,须以医生的意见为主。

文章来源:
医识力.笔录:杨倩妮.2020.05.20
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