为什么新冠病毒会“选择性”攻击一些器官?
科技

为什么新冠病毒会“选择性”攻击一些器官?

2020年10月19日 21:09:00
来源:参考消息

参考消息网10月19日报道 外媒称,来自西班牙萨拉戈萨大学数学与应用学院的一位数学家试图用数学方法解释为何新冠病毒会对一些器官造成损伤,而不会影响另一些器官。

据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网10月18日报道,由新型冠状病毒引起的呼吸道大流行病出现超过10个月后的今天,医学界和科学界仍然对这种新型病毒对人体的影响存在很多疑问。这种疾病的特征之一是,能造成明显的多器官损伤。其主要影响的是肺部,但在重症患者中,损伤可能会扩展到心脏、肝脏、肾脏和神经系统的某些部分。

有必要搞清楚专家们在努力挽救处于危险中的生命的同时仍然每天在思考的一个问题:为什么新冠病毒会“选择性”攻击一些器官,而不会影响另一些器官呢?如果科学家尚无法给出答案,或许数学可以做到。来自西班牙萨拉戈萨大学数学与应用学院的数学家埃内斯托·埃斯特拉达,想通过科学研究找到这个问题的答案。

埃斯特拉达说:“到目前为止,为解释新冠重症患者出现多器官损伤的原因,科学界提出了两种假设。其中一种是,新冠病毒能以与初次进入人体细胞时相同的方式感染多个器官。也就是说,该病毒利用刺突蛋白(相当于钥匙)与人体细胞的ACE2受体(相当于锁)结合。ACE2广泛存在于肠、脑、心脏等器官中。”

但是,这种解释存在一个问题:在对死于新冠肺炎的患者进行尸检时,在他们的肺部和肠道检测到了病毒,但在心脏、肾、肝和脑却没有检测到,因此这一机制并不适用于所有器官。

另一种假设基于“细胞因子风暴”。这是一种超大规模的炎症反应,对新冠重症病例产生重要影响,目前几乎令医生束手无策。

细胞因子是人体的“预警信号”:当病原体进入人体时,人体会释放细胞因子,引发免疫系统反应,对异常微生物(病毒等)发起攻击。然而,当这些“预警信号”或分子——包括白细胞介素-6(IL-6)——形成“风暴”时,免疫系统就会失控,不仅会攻击新冠病毒,还会攻击人体自身。

埃斯特拉达说:“目前认为,IL-6会导致肺以外的其他器官发炎。但这种假设也存在漏洞。如果将一名新冠重症患者与一名患有急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的患者(未患新冠肺炎)进行比较,就会发现,前者体内IL-6的浓度比后者的预期浓度低10至200个数量级。这两种假设既有证据,也有‘反证’。”

于是,这位研究员提出了一种基于数学方程式和蛋白质交互网络的新分析,对上述两种假设进行了补充。为了找到一条可行的途径,他考虑到了肺部主要的蛋白质转移以及它们如何与其他器官的蛋白质相互作用。

在发表在美国物理学会的《混沌》杂志上的论文中,埃斯特拉达指出:“当新冠病毒进入肺部细胞时,会释放其核糖核酸(RNA)和能与240种人体蛋白质相互作用的29种蛋白质,这些蛋白质会建立交互网络。数学分析发现的情况是:第一种蛋白质会影响第二种,然后是第三种,以此类推。”

根据这位专家的说法,要使两种蛋白质相遇并形成相互作用的复合体,它们需要以次扩散的方式在细胞内部移动。埃斯特拉达将这一运动比作一名醉汉进入人群。人群对醉汉来说是一种障碍,阻碍了他的移动,使他难以到达目的地。同样,细胞中的蛋白质也必须越过多个障碍才能相互作用。这项研究中的数学模型可以精确地捕获这些移动。

埃斯特拉达和他的团队找到了在肺部以外表达特性(活跃)的一些“易感蛋白”(共38种),它们与13种不同器官/系统(如心血管或肝脏等)中的105种疾病有关。这38种易受攻击的蛋白质可能会受到已经在肺部遭到破坏的其他一些蛋白质(共59种)的干扰,从而对患者的多个器官造成损伤。(编译/田策)