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新冠病毒如何感染人类细胞?安必奇推出防病毒保护剂

发布时间:2020-04-03 12:04 |  点击次数:

要感染新型冠状病毒,首先,你需要接触到它。可以是感染者的呼吸道分泌物,或是感染者咳嗽、打喷嚏时产生的飞沫,或者是接触到上面含有病毒的一些物体,而你又没有认真洗手,那么你的眼睛、鼻子、口腔等粘膜可能就会接触到新型冠状病毒。病毒一旦进入你的机体,那么,它就开始了自己的“殖民之旅”。

 

冠状病毒的殖民之旅

新型冠状病毒的遗传物质是单链RNA,而且这个RNA是正义链,这意味着它的遗传信息可以直接被核糖体翻译。它的遗传物质被一层蛋白质衣壳所包裹,衣壳的外部还有一层由脂质和糖蛋白组成的包膜。衣壳与包膜共同助力着病毒的“入侵”、“蒙骗”以及“壮大”行为。冠状病毒的感染包括吸附入侵、基因合成、成熟病毒的包装和释放这几大步骤。

01 吸附入侵

当新型冠状病毒与你的细胞接触时,并不是接触到任何地方其都会进入到你的身体。病毒吸附入侵需要特异性受体。在新型冠状病毒感染细胞时,病毒的Spike蛋白(S蛋白)会识别细胞表面的血管紧张素转化酶酶2(ACE2)受体,这一步是病毒入侵的关键步骤。

成熟的S蛋白通常会在宿主蛋白酶的作用下裂解成2个亚基:S1(负责与受体结合)和S2(启动病毒与宿主的膜融合)。其中,S1亚单位包含N端结构域(S1-NTD)和C端结构域(S1-CTD),这两个结构域都能作为受体结合域(receptor binding domain,RBD)。不同的冠状病毒会选择这两个结构域中的一种与病毒进行特异性结合。通常认为S1-NTD结合糖类受体,S1-CTD结合蛋白类受体。

ACE2含有两个结构域:结构肽酶结构域(PD)和Collectrin样域(CLD)。当S1亚基与宿主细胞ACE2受体结合时,使三聚体融合蛋白失去稳定,S1亚基脱落,S2亚基转变为稳定的融合后构象。新型冠状病毒的受体ACE2同样也是SARS病毒的功能受体。

SARS-nCoV-2与ACE2的相互作用比此前已经解析出来的SARS病毒与ACE2的相互作用有了一些改变。新冠病毒S蛋白发生了氨基酸突变现象,但这些氨基酸突变有的可介导S蛋白的RBD与ACE2受体结合更紧密,而有的则可能介导削弱两者间的亲和力。这或许就可以解释为什么新冠病毒和SARS的传染力有差别。

 

图1 2019-nCoV主结构示意图(Daniel et al, 2020)

当冠状病毒与其对应的细胞受体接触之后,病毒的包膜与细胞膜融合,细胞膜对病毒进行吸附和内化,病毒便进入到了细胞中并发生脱壳,使其RNA暴露在细胞内。

02 基因合成

正常情况下,细胞中的核糖体会根据它自己的遗传物质DNA来翻译细胞自身所需要的各种蛋白质,但病毒会将这个机制挪为己用。新型冠状病毒的核酸是正义单链RNA,其RNA链5'端有甲基化帽、3端有PolyA尾的结构,这个结构与真核mRNA非常的相似。一个成熟的冠状病毒粒子并不含有RNA聚合酶。因此,冠状病毒将其本身的RNA可作为信使RNA“欺骗”细胞的核糖体,让核糖体为自己打工,根据其RNA表达出RNA聚合酶。利用RNA聚合酶可以根据病毒的RNA再合成出一段反义RNA链。生成的RNA会继续和RNA聚合酶结合生成更多的RNA正链或负链。除此之外,负链亚基因组RNA的转录合成、各结构蛋白mRNA的合成也在同步进行。

03 成熟病毒的包装和释放

这些生成的RNA单链和蛋白质外壳就会组装成新的冠状病毒颗粒。当一个细胞内生成了大量新的冠状病毒颗粒后,病毒会寻找下一个“打工仔”,其会通过高尔基体,分泌到细胞膜外,去感染新的细胞,继续上述一轮流程。

   

病毒与免疫系统的斗争

难道病毒就这样在我们体内“嚣张跋扈”吗?当然不是,我们机体还有强大且复杂的免疫系统来保护着我们。当病毒与免疫系统交战过程中,你的体温可能会上升,帮助提供一个有利于杀灭病毒的环境;可能会产生鼻涕或者痰来使病毒难以附着在你的细胞上,也可以帮助你清除死掉的病毒和免疫细胞。免疫系统在病毒入侵后还会产生其对应的抗体去消灭病毒。但在免疫系统超负荷之后,病毒仍在不断增殖,就可能出现其他严重的症状。



在我们明确了病毒的感染机制后,针对病毒的感染的流程和原理,我们可以采取的一些措施:

戴口罩——阻挡病毒与ACE2受体结合
  • 首先,医用防护口罩(N95属于医用防护口罩)和医用外科口罩;

  • 其次,正确地佩戴口罩,注意识别正反面,戴口罩时保护好口鼻,捏紧密封的铁丝,脱下时避免直接接触口罩的正面,以免手部被污染造成后续的感染;

  • 若是在没有疫情的地区,在空旷的场所是不需要佩戴口罩的,可以自由呼吸新鲜的空气。注:普通医用口罩佩戴不宜超过4h,N95口罩可以佩戴一整天甚至更长时间。

  • 口罩也是有保质期的,过度囤积并不可取。

洗手——阻挡病毒与ACE2受体结合

普通群众在外出乘坐任何交通工具或到人流较多地区、餐前、餐后以及便前、便后都要勤并认真洗手2分钟左右,避免将病毒带到眼结膜、鼻腔或是口腔中。

运动——使机体保持一个良好状态

保持好心情,适当运动提升自己的身体素质水平,当面对病毒与免疫系统交战时非常重要。

勤开窗门,让空气流通

勤开窗通风,特别是在公众场所,例如办公室、医疗机构等,可以降低可能存在空气中的病毒(气溶胶)浓度,降低通过空气吸入造成感染的风险。

 

 

为了帮助您抵御新冠病毒,我们推出了医用防病毒抗菌鼻喷保护剂,适用于创口等浅表面皮肤的防病毒护理。

 

产品名称】液体敷料

商品名称】医用防病毒抗菌鼻喷保护剂

产品描述】产品为液体喷剂型,所含成分不具有药理学作用。所含成分不可被人体吸收。非无菌提供。壳聚糖、透明质酸钠、艾叶提取物、金银花提取物等为主要原料。

适用范围】通过在皮肤、创面表面、粘膜表面形成保护层,起物理屏障作用。有效隔离病毒及抗菌性功能。同时也用于小创口、擦伤、切割伤等浅表性创面及周围皮肤的护理。

项目背景】针对新型冠状病毒的感染特点,新型冠状病毒的受体是血管紧张素转化酶2,病毒进行感染的主要方式是通过嘴唇、口腔、鼻腔等黏膜细胞完成受体结合,从而感染人体,因此屏障病毒感染是减少新型冠状肺炎的重要途径之一。通过对冠状病毒S蛋白及其受体的结构和功能研究,S蛋白上面RBD的正电荷互补,“安奇医药” 产品开发完成负电荷特性的液体敷料处方工艺,进而更加高效、精准完成屏障功能。

祝愿我们早日打赢这场疫情攻坚战!

 

参考文献

1. Xu X, Chen P, Wang J, et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission. Science China Life Sciences, 2020: 1-4.

2. 马亦林. 冠状病毒的特性及其致病性研究进展. 中华临床感染病杂志, 2018, 11( 4 ): 305-315.

3. Liu W, Morse J S, et al. Learning from the past: possible urgent prevention and treatment options for severe acute respiratory infections caused by 2019‐nCoV. ChemBioChem, 2020.

4. Hamming I, Timens W, et al. Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus. A first step in understanding SARS pathogenesis. The Journal of Pathology: A Journal of the Pathological Society of Great Britain and Ireland, 2004, 203(2): 631-637.

5. 缪晓辉. 预防新型冠状病毒的个人防护. 微生物与感染, 2020, 15(1): 21-25.