(更新3/23/2020)
本文将介绍
1.病毒是活的吗?
病毒是一种生物粒子，只能在活体宿主的细胞内繁殖。根据生物学家目前对“生命”的定义，病毒不是活的有机体。这主要是因为病毒不能独立生存。它们需要宿主存活和繁殖。
病毒由两到三个部分组成:
- 基因，由DNA或RNA(遗传物质)构成;
- 保护基因的蛋白质外壳;
- 某些病毒中的脂质包膜
已经发现了5000多种病毒。如果一个人感染了流感病毒，其中一些病毒会导致疾病，例如，由流感病毒感染的流感或由新型冠状病毒感染的COVID-19。
病毒的基本结构你可以看到病毒没有任何细胞器，不能自己产生能量。病毒依靠宿主细胞为它们进行各种生物活动。图片由安德森·布里托的作品修改而成。
2.什么是COVID-19?
COVID-19是“2019冠状病毒病”的意思。COVID-19是由一种此前未被识别的新型冠状病毒(2019-nCoV)引起的。
冠状病毒是一组具有相同特征的病毒:它们的病毒颗粒表面都有刺突蛋白。这就是“冠状病毒”名称的来源，因为它们看起来像皇冠。冠状病毒的遗传物质是RNA。一些类型的冠状病毒经常导致普通感冒，它们不是很有害。然而，新型2019-nCoV病毒对我们来说是全新的，没有人有免疫力来抵御它们。
冠状病毒的结构。修改自《自然评论微生物学》第2卷，602 - 607页(2004)。
3.为什么人们如此害怕COVID-19?
COVID-19是一种可以在人与人之间传播的呼吸道疾病。我们如此害怕这些新病毒，因为没有人曾经遇到过它们，也没有免疫力来抵御它们。目前还没有药物治疗和疫苗，可能需要时间(3个月到一年)来开发和测试。
此外，这些病毒在人与人之间传播迅速。科学家们使用“R”这个术语0(或基本繁殖数)来衡量它们的传播能力。简言之，R0是指从单个感染者身上感染疾病的平均人数。R0据估计，2019-nCov的感染人数在2-3人之间，这意味着一名感染者可以将病毒传播给2-3人。这就是为什么我们看到感染患者呈指数增长的原因。
当R0等于2时，意味着一个感染者可以将疾病传播给两个人。如果传播得不到控制，感染人数将呈指数级增长。
关于这种鬼鬼祟祟的2019-nCov的另一个可怕的事情是:一些患者没有正常流感那样的症状或非常轻微的症状，所以人们没有意识到自己被感染了。他们继续和朋友出去玩，并将病毒传播给朋友和家人。这就是为什么我们需要练习社交距离。
4.有人能在不生病的情况下传播病毒吗?
是的。大多数年轻健康的患者COVID-19症状相对较轻，而老年人和有严重潜在疾病的人，如心脏病、糖尿病、肺病会变得严重得多。
症状轻微或无症状的患者(无症状携带者)仍然可以传播病毒。新冠病毒的潜伏期为1 ~ 14天，有时甚至没有意识到自己被感染。这使得COVID-19非常难以控制。
其他一些病毒(如SARS和中东呼吸综合征)可能有更高的R0比2019 - ncov。然而，SARS或MERS患者有明显的症状(发烧)。这使我们能够轻松地筛查病毒携带者并防止传播。另一方面，许多COVID-19携带者症状轻微或无症状。这使得COVID-19非常难以控制。
5.COVID-19如何传播和传播?
这种病毒被认为主要在人与人之间传播。当感染者咳嗽或打喷嚏时，这些病毒通过呼吸道飞沫传播。这些飞沫会落在附近人的嘴或鼻子上，或者可能被吸入肺部。另一种可能性是，这些飞沫可以落在其他表面，病毒可以保持它们的感染能力几个小时。一个人可能会通过接触带有病毒的表面或物体，然后接触自己的嘴、鼻子或可能是眼睛，感染COVID-19。
一些人希望，一旦气温变暖，COVID-19的传播可以减缓。这是因为大多数病毒对热敏感。然而，我们无法预测这对COVID-19是正确的，因为我们对它仍然知之甚少。
6.当COVID-19进入人体时会发生什么?
一旦病毒被吸入肺部，它们就会找到侵入肺部细胞的方法。科学家们发现，病毒颗粒表面的刺突(S)蛋白与一种叫做血管紧张素转化酶2 (ACE2)的人类细胞膜蛋白结合，进入人类细胞。
科学家们使用低温电子显微镜(cryo-EM)来研究病毒S蛋白如何与宿主细胞上的ACE2结合。低温电子显微镜是一种先进的电子显微镜技术，可以在极冷的环境中观察分子结构。低温电子显微镜使我们能够以接近原子的分辨率观察生物分子。2017年，诺贝尔化学奖授予了三位开发低温电子显微镜的科学家。现在，低温电镜证明了它在获取COVID-19病毒如何感染宿主细胞的关键信息方面的价值。这为科学家设计COVID-19的药物治疗方法节省了大量时间。来自科学(2020)3月4日的图像修改器。开云体育全站app下载安装pii: eabb2762。
通过媒介ACE2，病毒与宿主细胞融合，并将RNA遗传物质释放到细胞质中。病毒劫持宿主细胞，产生更多的病毒蛋白质，复制更多的病毒RNA，从而产生更多的新病毒。这些新病毒将从宿主细胞逃逸，感染肺部更多的健康细胞，或通过咳嗽和打喷嚏扩散。
修改自《自然评论微生物学》第7卷226 - 236页(2009)
7.COVID-19是如何杀死病人的?
一旦进入人体，冠状病毒就会侵入覆盖和保护呼吸道的宿主细胞。当病毒在宿主细胞中繁殖时，病毒也会引起宿主细胞的损伤。由于病毒劫持细胞为病毒繁殖工作，这些细胞不能执行其正常功能。更严重的是，当许多新病毒从宿主细胞中释放出来时，宿主细胞会破裂，最终死亡。
与此同时，我们的身体会试图通过免疫反应来对抗病毒。各种白细胞聚集并产生多种蛋白质，试图控制感染。然而，身体自我治愈的努力可能过于强大，导致破坏的不仅是受病毒感染的细胞，还有健康的组织。总的来说，病毒感染会对气道和肺组织造成严重损害。在临床上，我们称之为肺炎。
8.为什么人们对瑞德西韦抱有希望?
瑞德西韦(Remdesivir)由吉利德科学公司(Gilead 开云体育全站app下载安装Sciences Inc.)开发，是一种最初设计用于埃博拉病毒疾病的抗病毒药物。瑞德西韦阻断了病毒RNA复制所需的一种酶。由于COVID-19病毒也有RNA作为其遗传物质，瑞德西韦可能会停止病毒复制并治疗COVID-19。瑞德西韦正在美国用于COVID-19实验性治疗的首个临床试验。然而，研究结果尚未公布(2020年3月)。
由于艾滋病毒也是一种RNA病毒，针对艾滋病开发的几种药物可能也有治疗COVID-19的潜力。让我们希望科学家们能很快公布关于COVID-19治疗进展的好消息。
瑞德西韦的化学结构。来源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Remdesivir.svg
9.我们的免疫系统如何防御COVID-19?
我们的免疫系统有一种普遍而快速的反应“先天免疫”来防御病毒感染。免疫系统可以产生干扰素等蛋白质来阻止病毒进入。一种叫做自然杀伤细胞的免疫细胞可以被激活直接杀死被感染的细胞。
然而，更有效的防御新冠病毒需要我们的身体发展“适应性免疫”。这个过程需要几天到两周的时间，需要几种人类白细胞之间的协作。其中，B细胞能释放一种叫做抗体的特殊蛋白质，这种蛋白质能结合并中和高亲和力的病毒。另一方面，T细胞可以识别并杀死被感染的细胞，以阻止病毒的进一步繁殖。
适应性免疫的力量在于，一旦我们从第一次病毒感染中恢复过来，我们就获得了对这种特定病原体的记忆。如果我们再次遇到相同的病毒，我们的身体会立即做出反应，大量产生针对相同病毒的抗体。
10.我们什么时候能有COVID-19疫苗?
疫苗可以让我们获得对某种特定传染病的适应性免疫，而无需真正被病原体感染。疫苗通常包含一种类似于致病微生物的制剂，通常由减弱或杀死的微生物、其毒素或其表面蛋白质之一制成。
疫苗的开发是一个漫长的过程。首先，我们需要对病原体有足够的了解。第二，我们需要临床试验以确保疫苗是安全的。第三，我们需要有可靠的设施来大量生产疫苗。由于这些原因，COVID-19疫苗可能在短时间内无法获得。
好消息是，我们的生物技术在过去十年中有了巨大的进步，一些新技术可能会使疫苗的制备比以前快得多。首先，我们在世界各地的科学家反应非常迅速，在发现疾病后不久就成功分离了COVID-19病毒。然后，他们以令人难以置信的速度揭示了新冠病毒的基因组序列(或遗传密码)和蛋白质结构，这两者都是设计疫苗的关键信息。几家制药公司已经准备好了测试COVID-19疫苗的研究。
一些新技术也可能从根本上改变传统的疫苗开发方式。例如，Moderna公司的合成RNA疫苗可以注射到患者体内，帮助他们创建自己的疗法，这可能在很大程度上加快COVID-19疫苗的开发。
11.抗生素或达菲能治愈COVID-19吗?
目前没有治疗COVID-19的抗生素。抗生素是针对细菌感染而不是病毒感染设计的。达菲是一种抗病毒药物，用于治疗和预防流感(甲型流感和乙型流感病毒)。达菲被设计用来阻断流感病毒从感染细胞中逃逸所需的一种酶。由于冠状病毒以不同的方式发挥作用，达菲可能对COVID-19的治疗无效。在一些COVID-19患者中使用达菲时，一些病例显示阳性结果;然而，我们对这种疾病仍然知之甚少。
12.2019冠状病毒病的治疗还有其他希望吗?
我们在世界各地的科学家一直在尝试他们能想到的所有方法来治疗COVID-19。例如，从COVID-19感染中康复的患者血液中仍有抗体(见适应性免疫)。约翰·霍普金斯医学院的科学家最近发现，这些抗体可以提高新感染患者和那些有感染风险的人的免疫力。事实上，我们知道这个概念近一个世纪了，蛇抗蛇毒血清(一种马体内产生的抗体，用来中和蛇咬伤)是最著名的例子。
虽然患者的血清可能是治疗新冠肺炎的有效药物，但在短时间内大量获得血清几乎是不可能的。这些从COVID-19中康复的患者需要身体健康，没有其他疾病，才能献血。每个人可以捐献的血液数量也是有限的。当我们面对COVID-19时，预防病毒传播、抗病毒药物和疫苗仍然是最优先考虑的问题。
13.我们能在显微镜下看到COVID-19吗?
简单的答案是没有用光学显微镜，然后是的用电子显微镜。
人类病毒的平均大小约为100纳米(1米= 1000毫米= 100万微米= 10亿纳米!)冠状病毒的直径是人类头发直径的600倍，是细菌直径的10倍。这个比例超出了典型光学显微镜所能看到的极限。
我们写了一篇文章你能在显微镜下看到病毒吗”。我们讨论了为什么光学显微镜不能看到病毒和为什么电子显微镜可以用来看到病毒。我们还包括不同人类病毒的电子显微镜图像。
为了看到这么小的东西，我们需要电子显微镜。你在新闻上看到的COVID-19的图片是电子显微镜图像。
冠状病毒具有光环或冠状(冠状)外观。新病毒COVID-19是冠状病毒的一种。原始的电子显微镜图像总是黑白的。为了更好的视觉效果，这些颜色都是人工绘制的。来源:疾病预防控制中心。
14.我们如何诊断COVID-19?
由于COVID-19病毒太小，看不到，我们使用间接的方法来诊断COVID-19。一种方法是根据患者的症状和他们的胸部x光/CT扫描。然而，COVID-19和流感之间的许多症状相似，因此我们需要更精确的方法，称为分子诊断。
能够确定感染来源的新冠病毒指纹是其遗传物质——RNA。由于我们的科学家已经分离了COVID-19病毒并解释了它们的遗传密码，我们可以设计一种探针，只识别来自COVID-19的RNA代码，而不识别其他病毒的RNA代码。利用实时聚合酶链反应(Real-Time PCR，定量PCR)检测技术，医院可以对患者的标本进行筛选，以确定是否存在COVID-19 RNA。
实时PCR检测是精确的，但耗时(通常超过4小时)，因为它涉及许多步骤和昂贵的实验室设备。还有其他更快的诊断方法吗?科学家们现在正在测试基于抗体的COVID-19诊断。这种基于抗体的诊断和验孕棒的工作原理完全一样。测试由涂有与COVID-19结合抗体的纸条组成。患者的标本被添加到含有第二种抗体的溶液中，这种抗体也与COVID-19结合，并附着在微小的金颗粒上。然后将测试条浸在这种溶液中。如果有新冠病毒，它会附着在纸上的抗体和金装订抗体上，20分钟内纸上就会出现一个色斑。
一种名为CRISPR的奇特工具也可用于诊断COVID-19。CRISPR是我们从细菌那里学到的一种系统，经过修改后用于基因编辑。CRISPR有望治愈许多由基因突变引起的疾病，如血友病和囊性纤维化。CRISPR可以有效地筛选它遇到的每一种遗传物质，并找出特定的遗传密码序列。来自Broad研究所(马萨诸塞州剑桥)的一组科学家利用这一概念设计了一种针对COVID-19的CRISPR测试。
15.如何预防COVID-19感染?
在我们拥有疫苗之前，预防COVID-19的最佳方法是避免接触病毒。我们知道，病毒主要通过感染者咳嗽或打喷嚏时产生的呼吸道飞沫在人与人之间传播。请采取以下措施保护自己和他人:
详情请参见美国疾病控制与预防中心网站:https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prepare/prevention.html
＊要尊重戴口罩的人
你可能会看到人们戴着口罩。尽管美国疾病控制与预防中心不建议在临床环境之外对无症状人群广泛使用口罩，但请记住，在许多国家，在感冒、流感和过敏季节戴口罩是一种社会规范。不要认为戴口罩的人有传染性，或认为应该避免戴口罩。尊重和体谅社会的所有成员，在现在和任何时候一样重要。
台湾是少数几个控制住了病毒传播的国家之一。其中一个原因是，每个人都非常重视COVID-19的爆发，出门都戴着口罩。政府确保所有居民在恐慌性抢购中都能获得口罩，因此他们推出了“基于姓名的口罩购买配额制”。因此，我认为戴口罩是在保护自己和他人。
16.为什么现在用肥皂和水洗手如此重要?
人们通常认为肥皂是温和和舒缓的，但从微生物的角度来看，它往往是极具破坏性的。用肥皂和水洗手足以击穿和杀死多种类型的细菌和病毒，包括目前正在全球流行的COVID-19病毒。为什么?病毒的遗传物质包裹在油性脂质包膜中。这种肥皂分子具有一种杂交结构，可以很容易地破坏病毒的脂质包膜。
17.COVID-19从何而来?
科学家们目前仍在通过研究病毒的遗传物质寻找COVID-19的起源。新冠病毒的遗传物质是RNA。RNA和DNA是可以在编码系统中存储遗传信息的核酸(ATGC为DNA, AUGC为RNA)。通过对病毒的RNA分子进行测序，我们可以知道这种特定病毒的整个遗传密码(或基因组)。
在最近的研究中，通过比较COVID-19和相关冠状病毒的基因组，科学家发现COVID-19病毒有一种独特的刺突蛋白(病毒用来入侵人类细胞的蛋白质)。这种独特的刺突蛋白是突变的结果。现在，他们正在研究这种突变发生的时间。
COVID-19与相关冠状病毒的基因组比较，以突出其刺突蛋白的突变。原文:《SARS-CoV-2的近端起源》(Nature Medicine, 2020)。发布日期:2020年3月17日。https://www.nature.com/articles/s41591-020-0820-9#citeas
