暗號大老爺 南枝 食熊山館
畫中蔚藍的大海是愛琴海,在波光粼粼的海面上,有一個巨大的貝殼漂浮著。在貝殼的左上方,長著翅膀的風(fēng)神正鼓起腮幫,把這個貝殼徐徐吹向岸邊,而在巨大貝殼的中心,就站著我們的主角。
她的右腿微微地彎曲,一頭紅色長發(fā)在海風(fēng)中輕輕搖曳。她的眼神純潔,透著一股淡淡的哀傷,仿佛不知道怎么和這個陌生的世界溝通。她好像剛剛來到這個世界,因此沒有任何的衣物,但岸上的春之女神早就準備了一件華麗的紅色斗篷,準備披到她身上。但春之女神的嘗試失敗了,因為她光滑的表面根本沒辦法披上包膜,僅僅有一層吹彈可破的衣殼,這使得她整體看上去像一個正二十面體……
科學(xué)知識點
諾如病毒
諾如病毒屬于杯狀病毒科諾如病毒屬,可引起人類急性病毒性冒腸炎,該病毒顆粒直徑27nm,無包膜.為二十面體立體對稱,其遺傳物質(zhì)為單股正鏈RNA,長度約為7.5~7.7kb,有三個開放閱讀框(ORF),分別編碼7個非結(jié)構(gòu)蛋白和2個結(jié)構(gòu)蛋白(VP1、VP2),病毒的衣殼則由180個VP1和幾個VP2構(gòu)成。
該病毒基因組和抗原成分都呈高度多樣性,依據(jù)病毒RNA聚合酶和衣殼蛋白的核苷酸序列不同,將其分為6個基因群(Gene group Ⅰ-Ⅵ),GI、Ⅱ群是引起人類急性胃腸炎的兩個主要基因群,GIV群也可引起人感染,但很少被檢出。GⅢ、Ⅴ、Ⅵ,分別感染牛、鼠和狗。對同一基因群進一步分成不同的基因型( Genotype),如基因群II的病毒株可以分為19個基因型,其中Ⅱ群第4型( GⅡ 4)為感染人類最主要的型別。諾如病毒對酸、熱等理化因素抗性較強,冷凍條件下數(shù)年后仍有感染性,經(jīng)口傳播,因此,它可以借食物尤其冷鏈食物為媒介傳播。
諾如病毒結(jié)構(gòu)圖
科學(xué)知識點
諾如病毒的來源
1968年,美國俄亥俄州諾瓦克鎮(zhèn)(Norwalk)一所小學(xué)暴發(fā)了急性胃腸炎疫情。1972年,Kapikian等科學(xué)家在這次急性胃腸炎患者的糞便中發(fā)現(xiàn)了一種直徑約27nm的病毒顆粒,并根據(jù)發(fā)現(xiàn)它的地點將它命名為諾瓦克病毒(Norwalk virus,NV)。之后,世界各地都陸續(xù)從胃腸炎患者糞便中分離出多種形態(tài)與它相似但抗原稍有差異的病毒顆粒,這些病毒都以它們的發(fā)現(xiàn)地點命名,例如夏威夷病毒(Hawaii virus,HV)、墨西哥病毒(Mexico virus,MxV)、湯頓病毒(Taunton virus)等等,它們被統(tǒng)稱為諾瓦克樣病毒(Norwalk-Iike virus,NLVs),諾瓦克病毒就是這組病毒的原型株。在1990年,國際病毒分類委員會(International committee for taxonomy of virus,ICTV)將諾瓦克病毒歸類為杯狀病毒,在2002年,將諾瓦克病毒命名為諾如病毒(Norovirus)。
1968年,布朗森小學(xué)的兒童中多人同時出現(xiàn)急性腸胃炎。
對,你沒有看錯,畫里這位站在貝殼上的維納斯,正是一枚單股正鏈RNA病毒。雖然畫風(fēng)有點跑偏,但史詩就是這么記載的:1968年,美國諾瓦克市暴發(fā)了急性腹瀉疫情。1972年,人們第一次從患者的糞便里分離出這種小顆粒,就是畫里的“諾瓦克病毒”。
她就是諾如病毒的原型株。觀眾朋友們,你們現(xiàn)在所欣賞的這幅圖,就相當(dāng)于諾如病毒的“公式照”:180個VP1蛋白均勻地排布在RNA周圍,構(gòu)成一個正二十面體,雖然表面有杯狀凹陷和突出弓裝體的起伏,但總體是一個光滑的顆粒。
由于經(jīng)常通過生食貝類傳入人群,她在沿海地區(qū)的名聲令人聞風(fēng)喪膽,但和大多數(shù)病毒需要成百上千個病毒顆粒才能形成感染不同的是,諾如病毒最少只需十幾個病毒顆粒就能感染人類。具有如此強的感染性的原因之一在于,她的RNA本身就具有感染性,能作為mRNA發(fā)揮功能,即使是病毒蛋白遭到破壞,只要基因組成功潛入,就有形成感染的希望。眼下,就有一群諾如病毒發(fā)出如海妖般的歌聲,打算一舉入侵一位水手的身體。她們來自牡蠣的消化道。
“真是無上的美味!”
最高端的食材往往不需要復(fù)雜的手段來烹飪,水手很快地活吞下這枚牡蠣,牡蠣殼上的海水也一起下了肚,病毒們開始行動了。
找到腸道上皮細胞堡壘并不難,但那些人類至今還沒能完全理解她們攻占這些堡壘的過程。其中一個原因是這些海妖們實在太難以控制。人類喜歡抓住病毒,用體外培養(yǎng)的細胞為餌,讓病毒感染它們,主動制造一個個戰(zhàn)場,隨后深入這些微觀世界,對病毒進行觀察和成像。X射線和磁共振技術(shù)都可以讓病毒的形狀顯現(xiàn)出來,而冷凍電鏡更是可以瞬間凍結(jié)整個戰(zhàn)場,并配合精確的算法得到病毒的三維影像。
借助這些觀察手段,人們得以探索這些小東西是怎么進入宿主細胞并復(fù)制,又是如何讓宿主病變的。而如果能將這些新的病毒分離出來,則可以開始制備抗體、疫苗等武器,等病毒再次進犯時,這些人工制造的兵器就可以天降正義,為人體的免疫戰(zhàn)助力。
為了研究各種腸道病毒,人們曾經(jīng)制造出一種長長的圓筒,內(nèi)部模仿消化道的樣式,用來培養(yǎng)腸道上皮細胞,讓它們以三維方向生長和分化。本來,這可以成為消化道病毒的理想培養(yǎng)環(huán)境,但諾如病毒成了例外,人類很難像誘騙輪狀病毒那樣,把她們挪到體外來培養(yǎng)。將諾如病毒樣品請進這些體外細胞,超過幾代之后,她們就不再擴增。曾經(jīng)有一度,無計可施的人類只能招募同胞志愿者來,將感染者的糞便過濾后,給他們口服,把自己作為戰(zhàn)場。
科學(xué)知識點
諾如病毒的危害
諾如病毒的傳染源可以是感染病毒后發(fā)病的患者、隱性感染者以及健康的病毒攜帶者,病毒主要經(jīng)被污染的水和烹調(diào)不當(dāng),含有活病毒的食物(海鮮、冷飲、涼菜等)通過糞一口途徑傳播,也可以經(jīng)含有病毒顆粒的嘔吐物的氣溶膠傳播,最少只需要十幾個病毒顆粒即可讓人致病。
病毒進入人體內(nèi)后侵入小腸黏膜細胞內(nèi)增殖,引起小腸絨毛輕度萎縮和黏膜上皮細胞破壞。諾如病毒感染后的潛伏期一般為24~48小時,然后突然發(fā)病,主要引起水樣腹瀉、嘔吐、腹痛、頭痛、惡心和低熱等急性胃腸炎癥狀,癥狀通常持續(xù)1~3天。患者在潛伏期便可排出病毒,發(fā)病后2~5天是排毒高峰期,排毒可持續(xù)約2~3周。多數(shù)感染者呈自限性,可自愈,沒有死亡病例發(fā)生。諾如病毒傳染性極強,人群普遍易感,在人口聚集的場所,如幼兒園、學(xué)校、醫(yī)院、工廠、軍隊、家庭等場所容易引起流行。
科學(xué)知識點
諾如病毒的特征
諾如病毒作為單鏈RNA病毒,遺傳物質(zhì)變異極快,每隔2~3年便可出現(xiàn)能引起全球流行的新變異株,以前感染過諾如病毒的患者可誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,但保護作用有限,依然會再次感染。
諾如病毒生存能力很強,對高溫、乙醚和酸都穩(wěn)定,在60℃下處理30分鐘依然具有感染性,針對被諾如病毒污染的地方可以使用去污劑和含氯消毒劑聯(lián)合處理,進行去污和消毒。
困難不僅僅是針對科學(xué)家的?,F(xiàn)在在水手的體內(nèi),已經(jīng)過去兩天,水手體內(nèi)的細胞們健康地陪他度過了兩個晝夜周期,但此時不少腸道上皮細胞已經(jīng)被諾如病毒分裂開來。劇烈的信號引發(fā)了病癥,免疫細胞大軍也開始集結(jié)。但當(dāng)這些免疫女戰(zhàn)士被召喚起來的時候,面對這些外來者,她們卻成了睜眼瞎。
“是誰在謊報軍情?”一位T細胞女戰(zhàn)士喝道,“我只看到你們的建筑陷落了,但敵方在哪里?相應(yīng)的抗原呢?”
如果這些崩塌堡壘里面的宮廷小丑還剩最后一口氣,他們一定會叫苦不迭:那么明顯的海妖群已經(jīng)被復(fù)制出來了,就看不見嗎?
可免疫細胞女戰(zhàn)士們完全無知無覺。有許多蛋白顆粒、雜物、細胞從她們眼前掠過,其中也包括不起眼的海妖們,但她們就是視而不見。
“我怎么有印象之前發(fā)生過一回這樣的事情來著……”第二位女戰(zhàn)士說。
“不,你沒有印象?!钡谌⒖谭穸怂幕糜X,“一定是你記錯了?!?/p>
但她沒有記錯。其實如果整個免疫大軍記性足夠好,那她們一定會記得上一次迎接諾如病毒大駕光臨,搞得體內(nèi)一團糟的事情。
實際上,那件事就發(fā)生在六個月之前。這群海妖悄然入侵腸道,引發(fā)了十分強烈的免疫反應(yīng),大量免疫軍女戰(zhàn)士進入戰(zhàn)場,對抗著她們的復(fù)制,分析著她們的抗原。也不知道她們是怎么蠱惑城池里的那些君主,城池從內(nèi)部紛紛裂解,還引發(fā)了腸道的大洪水,著實給女戰(zhàn)士們的戰(zhàn)斗帶來了極大的麻煩。但那次戰(zhàn)斗過后,女戰(zhàn)士們就好像喝醉了一樣,什么免疫記憶,全忘得一干二凈。
敵人太過狡猾。諾如病毒非常容易變異,哪怕水手已經(jīng)感染過好幾次,抗原一次又一次地呈遞給免疫大軍,但當(dāng)下一次海妖們改頭換面出現(xiàn)的時候,免疫系統(tǒng)仍然識別不出她們身上的抗原,更別提吞噬和生產(chǎn)抗體。
戰(zhàn)爭的信號越來越響亮,T細胞只能收拾殘局。戰(zhàn)斗吧!白紙一張的免疫女戰(zhàn)士們只能又一次拆解著自家被感染的堡壘。通過新的抗原呈遞,海妖們的樣子逐漸清晰。
戰(zhàn)斗持續(xù)了兩天。水手躺著的時候在發(fā)燒,起來的時候就是沖到廁所里上吐下瀉。他流失了大量的水分,來不及補充液體和電解質(zhì),當(dāng)女戰(zhàn)士們鳴金收兵,免疫風(fēng)暴散去時,已經(jīng)有大量病毒離開水手的身體。
“這次記清楚了?”戰(zhàn)士們互相提醒,但她們下一次極有可能還是失憶。
在女戰(zhàn)士們的努力下,水手撿回了一條命,其他人類的危險還沒有解除。這是一艘封閉的游船,漂泊在海上。海妖們就像無數(shù)個可以自我復(fù)制的定時炸彈,已經(jīng)開始醞釀一起大暴發(fā)。
在封閉的環(huán)境里,任何事情都可能發(fā)生。形形色色的人類往來于餐廳、游戲室、泳池,有些人前一天還是富人,第二天就輸?shù)弥荒芙o人洗盤子,有些人迅速地成了朋友和戀人,又在幾天里決定老死不相往來。人們各懷鬼胎,若即若離,但有一種東西可以用自己的方式一一生理的方式,把他們鏈接起來。
那就是這些海妖。
在茫茫大海上,密閉的環(huán)境讓飲水和食物充滿危險,她們開始離開水手,進入下一個人的體內(nèi)。每一次新的征程,她們都能迅猛地完成任務(wù),美麗纖弱的維納斯現(xiàn)在變成了所向披靡的雅典娜。
普通的酒精和免洗洗手液對她們的殺滅效果不夠好,由于相似相溶的原理,那些酒精可以溶解病毒體外的脂質(zhì)包膜,但她們沒有包膜,所以不會在大醉中崩解。
由于諾如病毒感染的自限性,大部分人的嘔吐、水瀉、腹痛和低燒在幾天內(nèi)完全康復(fù)。但除了一些清潔的淡水和電解質(zhì)補充劑,沒人對此有所預(yù)備,也沒有疫苗來幫助這些免疫女戰(zhàn)士。海妖們靈活多變,分型過多,再加上難以培養(yǎng),所以至今也沒有一種有效的疫苗來應(yīng)對她們。即使發(fā)明出一種疫苗,也只是對其中的一種分型有效,更不用說在不同細胞造就的培養(yǎng)環(huán)境里,生產(chǎn)出的疫苗也會是五花八門。
在靠岸之前醫(yī)生只能盡量常規(guī)地治療,他憑肉眼也沒辦法看到那些海妖是GⅠ型,還是GⅡ型。過了一段時間,淡水和電解質(zhì)告急。有些人脫水嚴重,奄奄一息。由于船上硝煙四起,不安的氛圍充斥著船艙,不清潔的糞便和嘔吐物每天都在困擾著船上的每一個人,船長最近是焦頭爛額。他也在拉肚子,但船上的大副卻一點問題都沒有。
“說,是不是你干的?”這天,船長把大副叫到船長室,“不然這玩意怎么不盯上你呢?”
大副很委屈地說:“還有十幾個人也沒拉肚子呀?!?/p>
科學(xué)知識點
諾如病毒的檢測
如今,針對諾如病毒感染的檢測,主要是通過實時熒光反轉(zhuǎn)錄PCR核酸檢測(Real-time RT-PCR)以及諾如病毒抗原、抗體檢測。對諾如病毒的體外培養(yǎng),如今成功的方法是體外B細胞培養(yǎng)和三維培養(yǎng),并可用此方法建立新的檢測和評價諾如病毒的方法,以及開發(fā)針對性疫苗。但因為諾如病毒變異太快,至今并沒有針對諾如病毒的有效疫苗研發(fā)成功。
紅細胞是《工作細胞》中的主角之一,主要工作是運輸氧氣、二氧化碳和營養(yǎng)。紅細胞的原型為現(xiàn)實中人體血液內(nèi)的紅細胞。
①漕幫
我國清代初期因漕運而興起的幫會,主要業(yè)務(wù)是運糧,又稱糧船幫。
船長虛弱地揮揮手:“我不管,在靠岸前給我個確切的解釋。”
大副找到第一個拉肚子的水手。在經(jīng)過一系列的威脅和詢問之后,水手終于把自己吃牡蠣的事供了出來。在醫(yī)生口中,大副又知道了自己和船上的十幾個人為什么安然無恙。
“您還記得從海軍退役之前,曾經(jīng)負傷輸過一回血的事吧?”醫(yī)生問道,“您差點因為輸錯了血,死在太平洋的海島上?!?/p>
“有這回事。當(dāng)時說我是B型血?!?/p>
“然后我想起這事,統(tǒng)計了一下船上得病的人都是什么血型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)O型血得病的概率比B型血高太多了?!?h3>(四)天賦異稟
現(xiàn)在讓我們重新回到一個人的體內(nèi)。假使有人失血,那些運載著血紅蛋白的紅細胞小船沒法駛到每個需要氧氣的細胞中。直覺的反應(yīng)應(yīng)該是從別人那里引流,但事實證明,擅自把一個人的血液換到另一個人身上,紅細胞小船往往發(fā)生船難。
在分子生物學(xué)的年代,人類深入人體,終于看懂那些紅細胞為什么不能互相合作一一不同人體內(nèi)的紅細胞成幫成派,占據(jù)著河道,儼然是一個個“漕幫①”;船上雕刻著寡糖或是多肽為材料的特殊浮雕,將彼此區(qū)分開來。
這些浮雕體系繁多,例如ABO就是最常見的一種。不同人體內(nèi)的紅細胞漕幫,就依據(jù)浮雕的不同,分為這樣的四大幫派:
只有A抗原浮雕和只有B抗原浮雕的紅細胞,分別造就了A型血幫派和B型血幫派。同時擁有這兩種浮雕的,則是AB型血幫派。如果兩種浮雕都沒有,那就是O型血,但O型血紅細胞的小船上,存在著A、B抗原的前體——H抗原。
同一個人的血清長河中,不應(yīng)該含有與漕幫幫派相應(yīng)的抗體一一凝集素②,否則自身的漕幫就不能運輸物資;但可以含有對抗其他幫派的抗體。因此,A型血幫不怕抗B凝集素,B型血幫在合有抗A凝集素的血清里暢行無阻,AB型血的河道里抗A、抗B凝集素都不能出現(xiàn),而O型血幫的血清中則合有抗A和抗B凝集素。此時,如果將另一個人的血液輸送到這條長河里,它一并帶來的抗體就會識別這些浮雕,導(dǎo)致本地幫派翻船,出現(xiàn)凝血等癥狀。
這就是為什么不同血型之間的人不可以輸血,同型血輸血之前,還需要進行交叉配血試驗,保證雙方的小船都能在對方的河道里暢游而不發(fā)生沖突。
有意思的是,ABH等抗原不僅僅在紅細胞的船只上存在,在許多細胞和體液里也存在,比如腸道上皮細胞,這就是組織血型抗原。
眼下,雖然大副洗干凈手、盡量吃干凈的東西,但仍然有這么幾位海妖通過污濁的氣溶膠進入他的消化道。
是攀上腸道上皮細胞的堡壘?還是直接去感染B細胞?海妖四處打量著,但前提是有受體可供她來攀緣。這里的一切在她看來都是光禿禿的,不像O型血那樣,細胞膜的表面表達了足夠的H抗原。
②凝集素
一種對糖蛋白上的糖類具有高度特異性的結(jié)合蛋白,能凝集紅細胞,促進細胞間的黏著,它在自然界的動、植物體內(nèi)廣泛存在。
科學(xué)知識點
孟買型血型
孟買型血型系統(tǒng)又被稱為Hh血型系統(tǒng),其中基因型為hh的個體的血型為孟買血型,這類血型在我國極其稀有。H抗原是人類重要的血型系統(tǒng)ABO血型的基礎(chǔ)。孟買血型的人體內(nèi)沒有H抗原,他們不能接受任何ABO血型的血液,因為這些血液中至少含有A、B、H抗原中的一種,對他們來說均為外源抗原,從而引起免疫反應(yīng)。
而且這明顯是一個非分泌型B型血人。也就是說,他的B型浮雕只存在紅細胞等細胞的表面。他的體液里,本該有一些作為B型浮雕的原材料存在的H抗原,但事實上體液里的H抗原也幾乎不存在。如果給他檢驗血型,那么僅靠提取體液是不夠的。
這感覺相當(dāng)差勁,就像買了游樂園的門票,進了園之后卻不能玩任何一個項目,腸道的蠕動還在催促著游園的人群不要停留。
時間稍縱即逝,最終把一事無成的她們帶出體外……
(注:ABH、Lewis等組織血型抗原究竟是不是人諾如病毒的細胞受體,目前還未完全研究清楚。)
“你是說,人類的血型也會和這種病毒能否成功入侵有關(guān)?”
船長聽大副把一切的起因講清楚后,饒有興致地吞下一瓶電解質(zhì)水。
“有一定的關(guān)系。并且這種抗原也能特異地結(jié)合牡蠣的細胞,所以即便那個孩子沒有立即吃掉牡蠣,而是用清水把它養(yǎng)起來,讓它吐干凈泥沙,洗凈它的鰓,讓牡蠣把屎拉干凈,但只要是生吃它,仍然有可能感染?!?/p>
“涼拌也不行?”
“不行!”大副氣憤地說,“您到底有沒有在聽?涼拌也是生吃!”
“酒精也沒法殺毒?”
“白酒的度數(shù)不夠?!?/p>
“好失望啊?!贝L看著自己的游輪??吭诟劭?,
“我還挺喜歡吃酒腌生血蚶的。”