全面了解新冠病毒如何摧残人体

从细胞因子风暴到蜂窝肺,

整个发病过程,

新冠病毒伤害的可能不仅仅是肺。

2020年2月3日,一名医生正在巡视武汉的隔离区病房,查看肺部CT扫描。

摄影:STR/AFP VIA GETTY IMAGES

撰文:AMY MCKEEVER

新冠与SARS和MERS有许多相同特征,这些突发性冠状病毒会诱发多个器官出现反应,这也是人畜共患冠状病毒的典型特征。

就目前看来,新型冠状病毒的死亡率仅为SARS病毒的1/10,但其传播速度更快。本周,香港大学一位顶尖流行病学家警告说,如果不加以控制,全球的感染率可能达到60%。

在山东省邹平市一家医院,医护人员在隔离病房互相拥抱,给彼此打气。

摄影:STR/AFP VIA GETTY IMAGES

2月13日,确诊病例超过6万,比前一天增加了近50%。确诊人数剧增是因为中国方面的诊断方法发生变化,而非疫情暴发范围扩大。现在人们不再等待病毒检验呈阳性才被确诊,新的诊断方法包括通过胸部CT扫描,查看有无新冠肺炎的影像学特点。这种方法有望更快地隔离和治疗病人。

2月11日,世卫组织将新冠肺炎命名为COVID-19;同一天,基于这种新毒株在基因上与SARS病毒非常相似,国际病毒分类委员把新冠病毒命名为SARS-CoV-2。

肺:原爆点

新冠始于肺部,终于肺部。

和流感一样,这是一种呼吸道疾病。

感染初期,新冠病毒迅速入侵肺细胞:一种肺细胞产生粘液;另一类则呈毛发状,被称为纤毛。粘液保证呼吸器官不干燥;纤毛则在粘液周围工作,清除各种杂物和病毒。

肺部纤毛

马里兰大学医学院的副教授Matthew B. Frieman解释:“SARS病毒喜欢感染并杀死纤毛细胞,让病人的呼吸道充满杂物和液体;他推测新冠病毒也会带来同样情况。这是因为最初研究表明,很多新冠肺炎患者出现双肺肺炎,并伴有呼吸急促等症状。”

病毒入侵,

接着,免疫系统介入,

免疫细胞输入肺部,

清除损伤,修复肺部。

正常情况,发炎过程受严格控制,并仅限被感染的区域。但有时免疫系统会失控,免疫细胞杀死病毒的同时,也杀死健康组织。

如果真的出现免疫失控情况,

肺损伤将持续下去,

最终导致呼吸衰竭。

即使没有死亡,

一些病人也会罹患永久性的肺损伤。

SARS患者肺部X光片显示为白花花的一片

根据世界卫生组织的说法,SARS病毒会在肺部穿孔,使之呈现“蜂窝状”;而被新型冠状病毒感染的病人身上也出现了这样的病变。

这些孔可能是免疫过度反应造成的,留下的疤痕既能保护肺,也会使肺部硬化。发生这种情况后,病人需要呼吸机来帮助呼吸。与此同时,炎症使肺泡和血管之间的膜更容易渗透,让肺里充满液体,影响肺为血液供氧的能力。

“在重症患者身上,肺几乎全被淹没,无法呼吸,”Frieman说:“他们就是这样死去的。”

肠胃:共同受体

肠胃内壁横截面

图片来源:KYLE MCCRACKEN

SARS和MERS暴发期间,1/4患者出现腹泻。但在新冠这次疫情中腹泻腹痛较少,目前尚不清楚胃肠道反应是新冠的主要症状。但是,呼吸道病毒为什么能影响到肠胃呢?

任何病毒进入人体,都会寻找喜欢的受体,只要能与受体兼容,病毒就侵入。有的病毒很挑剔,有的则不那么讲究,可以轻松渗入所有类型细胞。SARS和MERS都能入侵肠胃,在其中大量繁殖,引发腹泻。但Frieman说,我们还不知道新冠病毒是否也会这样。

在中山大学附属第五医院一例重症感染患者粪便样本,分离了活的新型冠状病毒。

分别发表于《新英格兰医学杂志》和预印本发布平台medRxiv(涉及1099个病例)的两项研究也在粪便样本中发现了这种病毒,“但我们完全不知道新冠病毒是否存在粪便传播,”Frieman说:“但它的确存在于粪便中,患者有胃肠道症状。”

政府工作人员正站在武汉一家酒店外的检查站里,这家酒店为被隔离的冠状病毒感染者提供食宿。

摄影:FEATURE CHINA/BARCROFT MEDIA VIA GETTY IMAGES

血液:细胞因子风暴

病毒学家Angela Rasmussen说,细胞因子风暴“基本上就是血管在出血”。

细胞因子是指免疫系统用来发出警报的蛋白质,它们负责把免疫系统集中到感染部位。接着,免疫细胞杀死被感染的组织,拯救身体其他部分。但某些人在感染冠状病毒期间,免疫系统毫无规律地将细胞因子推入肺部,引发一场混战。Rasmussen说:“不是一枪一个敌人,而是直接发射导弹,健康组织也一同被破坏。细胞因子风暴会进入循环系统,引发多个器官的系统性问题。”

三种人畜共患冠状病毒都出现过全身被攻击的迹象:肝酶升高,白细胞和血小板数量减少,血压降低。在极少数情况下,患者还出现了急性肾损伤和心脏骤停。

在某些新冠肺炎重症病例中,细胞因子风暴的反应,再加上无法给身体其他部分供氧,会导致多器官衰竭。而肺部以外的并发症可能与心脏病、糖尿病等基础疾病有关。

肝:附带损害

密歇根大学医学院临床研究的副院长、美国肝病研究协会前会长Anna Suk-Fong Lok说:“肝脏血管丰富,因此(冠状病毒)很容易进入那里。”

Lok解释说,正常情况下,肝细胞不断死亡,并向血液中释放酶。接着,这个神奇的器官会迅速产生新的细胞,继续工作。由于这种再生过程,肝脏可以承受很多伤害。

血液中的酶水平异常升高,则意味着肝脏出现警示信号。这也是SARS和MERS患者的常见特征。他们的肝脏轻微损伤,很快就会恢复;但也可能是严重损伤,甚至肝功能衰竭。

就SARS而言,肝功能衰竭并不是患者死亡的唯一原因。“你会发现肝功能衰竭的同时,不仅是肺部和肝脏,肾脏也有问题。到那时,病人已经是全身性感染。

肾:牵一发动全身

6%的SARS患者和25%MERS患者出现急性肾损伤,研究证实,新冠病毒也会引发同样情况。这种症状相对罕见,但却致命。2005年《国际肾脏期刊》的一项研究,在出现急性肾损伤的SARS患者中,91.7%的人最终死亡。

香港大学荣誉教授、香港养和医院的肾病学顾问黎嘉能说,如果病毒进入了血液,那么在肾小管中检测到病毒就不足为奇。因为肾脏在不停地过滤血液,肾小管有时会捕捉到病毒,造成暂时性或轻微损伤。但黎嘉能表示,没有证据表明SARS病毒在肾脏内能够复制。

急性肾功能衰竭有时也与抗生素的使用、多器官衰竭、使用呼吸机时间过长有关。每件事情之间都有千丝万缕的联系。

孕妇与新冠

2018年,一名不得不实施剖腹产的婴儿,在休斯敦得克萨斯州儿童医院降生。

摄影:LYNSEY ADDARIO

互联网时代最大的讽刺是,我们被庞大的信息流所淹没,反而对新冠病毒知之甚少。医学杂志已经发表了几篇关于此次疫情的研究报告,有一些较为粗糙,因为研究人员也在赶时间。同时,新闻媒体在积极报道每一项进展。所有的信息在互联网上混杂在一起,如何去伪存真成了一大挑战。

例如上周,武汉一家医院的医生报告称,两名新生儿在出生30小时,新冠病毒检测呈阳性。很快,这个坏消息传遍各大新闻媒体,因为这提出了一个问题:这种病是否存在母婴传播?

发表于2月13日《柳叶刀》杂志的一项新研究提供了初步证据,证明这种冠状病毒不会从母亲传给婴儿。研究人员观察了武汉9名患有新冠肺炎的孕妇。其中一些有妊娠并发症,但所有活产婴儿都没有表现出感染的迹象。虽然这项研究不能完全排除孕期传播的可能性,但研究强调的是,在做出推测时需要谨慎。

Rasmussen说:“我们需要确凿的证据,才能确定事件真假;当然,在改变临床管理和公共政策方面,也是这样。”

Frieman也同意这一点。他希望这次疫情将为冠状病毒研究带来更多的资金,他还希望,疫情平息后,这些支持和关注能持续下去,不要像SARS时的研究那样——

“非典暴发后,有一大笔钱,但后来就没了,”Frieman说:“我们为什么没有答案?因为没人资助了。”