文/和君咨询医药医疗事业部史万奎、王荣建
作为病*种群的一个家族,冠状病*形似皇冠而得名,在病*中属于体型大块头。要全面了解冠状病*咋回事儿,可以从病*发现及抗病*简史入手。
一、病*简介
1、病*是一种神奇的存在
病*(virus)是什么?是活物还是死物?
病*不是生物,不是原核生物,不是原生生物,不是真菌,不是植物,不是动物;那么,病*是非生物吗?也不是。相对于生物和非生物,病*是一个神奇的存在,它是靠寄生生活的,介于生命体及非生命体之间的有机物种。
病*没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病*离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的、无生命迹象的化学物质。
作为没有生命活动的物质,附着在其它物质上,随物游荡。一旦附着在宿主细胞上,也就是说感染了宿主细胞,比如呼吸道上皮细胞,它就立刻活跃起来,开始了对宿主细胞侵入,在宿主细胞内,利用宿主细胞物质进行自我复制,乃至子子孙孙的快速繁殖,其子孙快速感染,将宿主其它细胞当免费住所,进行同样的子子孙孙复制。一般来说,这种复制是高度相似下的复制,不知什么时候,会出现“怪胎”,也就是会发生病*变异。
病*变异的速度可以很慢,保持原型复制千万年不变;也可以很快,一天之内便可能出现变异的新病*。因此,人类想要通过疫苗或者药物控制病*,难度还是非常大的。
本次肺炎的新型冠状病*,到底是新变异来的病*还是老病*新发现,是未知数。或成永远的谜团。
2、病*是“核酸+蛋白质”的结构体
《4因营销主义》的结构观是向病*学习到的无限创新。处于生物和非生物之间,大家称其为“病*粒子”,病*粒子由基因组(核酸分子DNA或RNA)与包容它的蛋白质,以及若干功能性蛋白质(如复制酶)共同组成的颗粒状物;因为核酸和蛋白质的无限变化,使粒子结构变化,其功能、*力等随之变化。
病*作为感染性因子,由一个或几个核酸分子组成的基因组,有一层蛋白或脂蛋白保护性外壳,可在一定宿主细胞中自我复制;一旦进入宿主细胞后,病*就可以利用细胞中的物质和能量发挥其复制、转录和转译的能力,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病*。
(资料来源:*文林《分子病*学》及网上公开资料,和君咨询医药医疗事业部整理)
二、病*的发现
1、最早发现
病*是地球上最古老的物种之一。早在公元前二至三个世纪的印度和中国就有了关于天花的记录,直到19世纪末,病*才开始逐渐被发现和命名。
年,法国微生物学家查理斯·尚柏朗发明滤孔孔径小于细菌的过滤器,猜测始终存在直径很小很小的“细菌”,但并未研究出他的面貌;
年,俄国生物学家德米特里·伊凡诺夫斯基发现烟草花叶病提取液能通过细菌滤器,提出可能是细菌所分泌的一种“*素”;
年,荷兰微生物学家马丁乌斯·贝杰林克重复了伊凡诺夫斯基的实验,观察到这种病原只在分裂细胞中复制,称之为可溶的活菌,首次将烟草花叶病病原体命名为“病*”;
同样年,弗雷德里希·勒夫勒和保罗·弗罗施发现患口蹄疫动物的淋巴液中也含有能通过滤器的感染性物质,推论这种感染性物质能够自我复制,也是“病*”。
2、逐步了解
20世纪早期,英国细菌学家发现了可感染细菌的病*。随后加拿大微生物学家描述了其特性,揭开病*学研究的序幕。
年,斯坦哈特、伊斯雷利和兰伯特在豚鼠角膜组织中培养了牛痘苗病*;
年,梅特兰用切碎的母鸡肾脏的悬液对牛痘苗病*进行了培养;
年,美国病理学家古德帕斯丘在受精的鸡蛋中培养了流感病*;
年,富兰克林·恩德斯等利用人的胚胎细胞对脊髓灰质炎病*进行培养;
年,美国生物化学家和病*学家斯坦利将病*分离为蛋白质部分和RNA部分;
年,贝纳和范库肯拍摄了第一张病*的X射线衍射照片;
年,罗莎琳·富兰克林揭示了病*的整体结构;海因茨·威廉姆斯揭示了病*在宿主细胞内的组装过程。
3、大量发现
20世纪下半叶是发现病*的*金时代,大多数能够感染动物、植物或细菌的病*在这数十年间发现。
年,正式发现马动脉炎病*和导致牛病*性腹泻的病*;
年,巴鲁克·塞缪尔·布隆伯格发现了乙型肝炎病*;
年,霍华德·马丁·特明发现并描述了第一种逆转录病*;
年由霍华德·马丁·特明和戴维·巴尔的摩分别独立鉴定出逆转录酶;
年,法国巴斯德研究院的吕克·蒙塔尼耶和他的同事弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西首次分离得到了艾滋病*(HIV)。
年,国际病*分类委员会报告发现了种病*。
(资料来源:互联网,和君咨询医药医疗事业部整理)
4、冠状病*的发现
冠状病*(Coronaviruses),是年首先从鸡身上分离出来。
年从人身上分离出来。其形态看上去像中世纪欧洲帝王的皇冠,因此命名为“冠状病*”。
年,病*命名委员会正式命名了冠状病*科。根据病*的血清学特点和核苷酸序列的差异,冠状病*科分为冠状病*和环曲病*两个属。冠状病*科的代表株为禽传染性支气管炎病*(Avianinfectiousbronchitisvirus,IBV)。过去农村流传鸡瘟,鸡首先出现如气管炎一样的拉弦一样的齁喽声,很快死掉,基本上就是冠状病*导致的鸡气管炎或肺炎。
年冬到年春,有一场肆虐全球的严重急性呼吸综合征(SevereAcuteRespiratorySyndrome,SARS,传染性非典型肺炎)就是冠状病*科冠状病*属中的一种。
年9月,一种新型冠状病*在沙特被发现,因与非典病*同属冠状病*而得名,目前尚未找到医治该病的有效办法。
年1月20日,国家卫健委高级别专家组成员高福院士表示,新型冠状病*是目前已知的第7种冠状病*。
冠状病*在年被分离出来之后,到目前,人们对它们的认识还相当有限。科学家只知道。这种*属是结构上具外套膜的正链单股RNA病*,直径约80~nm,其遗传物质是所有RNA病*中最大的,病*颗粒的直径60~nm,平均直径为nm,呈球形或椭圆形,具有多形性。
病*有包膜,包膜上存在棘突,整个病*像日冕,不同的冠状病*的棘突有明显的差异。在冠状病*感染细胞内有时可以见到管状的包涵体。只感染人、鼠、猪、猫、犬、禽类脊椎动物。
(资料来源:百度百科,和君咨询医药医疗事业部整理)
三、病*性疾病
不是所有病*都对健康有害。研究发现,有的病*(噬菌体病*)可以消灭细菌,有的病*可能会调节免疫反应,还有的病*可以调节肠道菌群。令人类头疼致病性病*,主要的破坏作用包括导致细胞裂解,诱发免疫失调等。
(资料来源:*文林《分子病*学》及网上公开资料,和君咨询医药医疗事业部整理)
四、人们对病*性传染病的认识
病*个体微小,基因简单,结构变化快,传播速度快。药物创新与新病*出现的赛跑胜负难料。比如流感病*家族“最危险成员”甲型流感病*,可以通过短时间内的基因重组而演化出新的病*株,每重组一次其*性增强、传染性增大,且能导致原有的治疗方法失效。
近两个世纪以来,人类对传染性病*的从感性到理性认知,认识日渐清晰。近年来,关于病*的疫苗和新药问世速度加快,流感致死率大大降低,但人类与病*的斗争依然任重道远。
1、近代病*性传染病重要记录
历史上出现数次天花疫情,仅18世纪,欧洲死于天花的人数就在1.5亿以上;
年,英国发生霍乱至少有人死亡;
年,流感自美国暴发,全球由此死亡的人数万;
年,在苏丹南部和刚果首次出现埃博拉病*,死亡人数超过人;
埃博拉病*在年、、年反复在非洲暴发;
年美国一小群男同因一种不知名的疾病病倒和死亡,爱滋病*第一次被发现;
9年暴发甲流,全球甲流致死1.2万人年广东顺德暴发SARS,并扩散至东南亚乃至全球;
2、人类抗击病*的重要转折
人类文明史中被重笔浓彩的是战争史,其实,真正影响历史走向的是瘟疫。因为瘟疫,让很多部落文明甚至被中断在某一个历史阶段。中华民族文明源远流长,中医药在对抗包括今日所言病*等瘟疫上的巨大作用功不可没。《神农本草经》记载了更加古老的防治瘟疫、病*的方药;到了东汉时期,张仲景总结先人经验,传承创新,著述《伤寒论》,使包括今日病*的传染性疾病的治疗规律到达一定的高度,乃至其“桂枝汤”等众方剂,到今日依然被广大医家所倚重。
到了近现代,西方科技进步,推动了分子层面的抗病*药物研究,成绩卓著。
年,史上第一剂疫苗,由英国医生琴纳,用牛痘疫苗接种对抗天花;
年,法国微生物学家路易斯·巴斯德成功研发绵羊的霍乱疫苗;
年,法国微生物学家路易斯·巴斯德研制了狂犬疫苗;
年,第一个抗病*药物碘苷被美国FDA批准生产;
年,世界卫生组织正式宣布彻底消除了天花,这是人类历史上唯一彻底消除的恶性传染病;
年,确定流感病*的NA结构,神经氨酸酶抑制剂开始研究;
年,齐多夫定被美国FDA批准生产,成为第一个抗艾滋病病*药物;
5年,神经氨酸酶抑制剂获批之后,疫苗及新药陆续问世;
年,国家1类新药帕拉米韦氯化钠注射液由广州南新制药在中国上市,结束了医疗机构无抗流感病*注射剂的历史,因为抗病*、退热快、遏止细胞因子风暴,大大降低了甲、乙型流感病*感染导致的危重症发生率。
(资料来源:网上公开资料,和君咨询医药医疗事业部整理)
五、抗病*药物简史
1、中药时代
最早的当属中国古代的《神农本草经》和《伤寒杂病论》,最成体系的是伤寒杂病论,因为桂枝汤,后来发展如麻*汤等,不断创新。
2、化学药时代
初创阶段(20世纪60-80年代)
自第一个抗病*药物碘苷年被批准上市,抗病*药物的发展就开启了新的时代。
细菌性感染疾病治疗药物的成功研发,鼓舞人们对抗病*药物的研发热情。组织培养技术发展以前,抗病*药物的筛选工作很困难,研发工作进展缓慢。
探索阶段(20世纪80-90年代)
碘苷、金刚烷胺开始在临床应用,证明了病*病药物防治的可能性,打破了长期以来认为病*在体内繁殖、药物必须通过细胞作用于病*、药物*性大、病*病难以治疗的悲观论点。抗病*药物的试验与研究受到鼓舞,并取得众多突破性进展。
快速发展阶段(90年代以来)
20世纪90年代以来,生物信息学、结构生物学、基因工程等现代生物技术的发展,都为抗病*药物的快速发展奠定了基础。
50多种抗病*单药和复方新品种推向了临床,HIV蛋白酶抑制剂、神经氨酸酶抑制剂、复方制剂、融合抑制剂、整合酶抑制剂、穿入抑制剂等有效药物相继上市。
3、抗病*药标志性事件
(资料来源:郭会芳,李卓荣.《抗病*药物的发展和研发策略》.中国医药生物技术年12月第12卷第6期,和君咨询医药医疗事业部整理)
六、人们对病*认识还仅仅是开始
病*如何起源?如何进化?与人体如何作用?虽然当前有三种学说来解释病*的演化,但距离共识还很远,病*研究任重道远。
1、退化性起源学说
把病*的起源解释为两个阶段:首先,寄生物在细胞内产生独立复制的DNA质粒,然后,编码寄生物亚细胞结构单位的基因发生突变,形成病*的衣壳蛋白。随着进化的发生,新获得的可在细胞间转移的特性被进一步选择下来。
2、病*起源于宿主细胞中的RNA和(或)DNA成分的学说
认为病*是正常的细胞组分在进化过程中获得了自主复制的能力独立进化而来的。该学说能解释所有病*的起源:DNA病*起源于质粒或转移因子;反转录病*起源于反转座子;RNA病*起源于自主复制的mRNA。
3、病*起源于具有自主复制功能的原始大分子的学说
病*起源于自主复制的RNA分子。首先是RNA的形成和复制,然后演变出RNA-蛋白质介导的一些列反应,第三步产生了DNA,DNA由于比RNA稳定而最终成为遗传信息。
在公元前年古埃及就有病*被发现,直到20世纪初,国际上病*研究才刚刚起步,虽然在分子病*学领域人类不断取得新的进展,但对病*的研究远远赶不上病*的进化速度,仍然存在很多不明机理。
流感病*的变异性就是一个典型的例证,流感病*如禽流感H7N9以及其他同类病*有一个共同的特点就是基因的变异性极强,表现在病*表面蛋白上即是结构不断变化,导致每次流行病域的流感病*对人类都有很大的影响,预制的疫苗都不能起到相应的作用。
再如先天性免疫缺陷疾病艾滋病病*HIV,从发现到现在,已有30年的历史,疫苗的研制工作也几乎有相同的时间,虽然病*作用机理上的研究结果不断有突破性的进展,但是仍然没有通常意义上的疫苗研制成功。
病*进化的基本动力和变异的结果表明,病*具有现代分子生物学已有原则不能解释的“不明机理”。
(资料来源:*文林《分子病*学》及网上公开资料,和君项目组整理)
人们对病*的认知是一个未知、已知、抗病*、病*变化、未知、已知的过程,与致病性病*的斗争胜负难料。比如甲型、乙型流感病*,在帕拉米韦氯化钠注射液等神经氨酸酶抑制剂上市之前,其导致呼吸窘迫综合症等高危乃至死亡率情况严重,而就目前来说,及早使用帕拉米韦等治疗,其可控率已大大提升。但是否因为目前药物效果可靠,人们便可以掉以轻心?不是的,没有谁能预测,说不定哪天,甲型、乙型病*颗粒又发生了哪些变异。比如,有数据显示,最早研发成功的神经氨酸酶抑制剂比如奥司他韦,已经有了病*耐药的报道,说明了人们在研究抗病*策略的同时,病*也在研究对抗策略。
从目前冠状病*肺炎的表现上看,其*性相对还算温和。北京等地区医生在使用中西医结合方式抗击,已经初步摸到路数,陆续有患者痊愈出院。但就病*的复杂性和变异性来说,在可预见的较长周期内,人们依然不敢掉以轻心。“全民动员,主动隔离”,在还没以明确地找到针对类似本次新型冠状病*有效药物之前,隔离意识和科学隔离,是人们对抗传染性病*的关键。
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