【时讯】新冠病毒侵入人体全过程！从脚趾到大脑，科学家追踪到病毒对身体的巨大摧残

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大数据文摘大数据文摘出品来源: science编译:千雪事件是这样的 在杜兰大学医学部，肺病和重症监护医生joshua denson发现，一天中约20名重症监护患者中，有2名患者表现出癫痫症状，剩下的很多患者表现出呼吸衰竭的症状，部分患者的肾脏功能急剧衰减 denson还想起几天前，医疗队试图拯救心跳停止的女性，但最终以失败告终。 他说这些患者有共同的特征。 “他们都是新型冠状病毒阳性的确诊患者 迄今为止，全世界被诊断为covid-19的病例超过220万人，死亡人数超过15万人，从新型冠状病毒的爆炸开始，临床医生和病理学家们一直在努力理解冠状病毒侵入人体后的损害，尽管肺部是病毒的中心，但其范围是 比较新型冠状病毒疫情预测的论文层出不穷，研究者似乎总是有得出一点宏观结论的倾向，但在细胞层面，你真的理解病毒是如何攻击人体细胞的吗？ 特别是约5%的重症患者？ 在基于计算机断层扫描的3d模型中，发现在冠状病毒乔治华盛顿大学死亡的59岁男性肺部受到严重损伤(黄色部分)。 图源:华盛顿医院和外科手术室耶鲁大学和耶鲁-纽黑文医院心脏病专家harlan krumholz主办了一个收集covid-19临床数据的项目。 “新型冠状病毒几乎攻击人体器官，造成毁灭性的后果，其激烈程度很可怕 深入理解这种病毒有助于前线医生进行更好的治疗 宾夕法尼亚大学医院( hup )的肺病专科医生nilam mangalmurti说:“我们开始考虑治疗的时候，使用系统可能会有帮助。” 最近他们注意到了危险的凝血倾向，这种倾向会把轻度病例变成危害生命的重症病例吗？ 最坏的情况是没有引起太强的免疫反应，或者用免疫抑制药治疗有效果吗？ 为什么有些医生嘴里不能呼吸的患者血氧浓度惊人低？ 现在，每周约有1000多篇论文流入期刊和预印本服务体系，尽管如此，新型冠状病毒对全人类来说依然是一个新的病原体，即使对其治疗情况进行比较，也看不到头脑 感染是怎么开始的，患者排出带病毒的飞沫，被其他人吸入时，新型冠状病毒通过鼻腔和咽喉进入人体内部 威斯康星研究所( wellcome sanger institute )与其他地区的科学家一致，病毒在鼻腔内寻找舒适的家园，科学家们在鼻腔内的细胞中含有丰富的血管紧张素转换酶2(ace2)细胞表面受体 所以有助于在人体中调节血压的ace2代表容易感染的组织，病毒进入细胞内部时劫持细胞的生理结构，然后进行无限的自我复制，侵入新细胞 随着病毒的繁殖，感染的人尤其有可能在第一周传播大量病毒 这时感染者没有明显的患病症状，或伴有发热、咳嗽、嗓子疼痛、嗅觉和味觉丧失，或头部和身体疼痛 如果在初期阶段免疫连接无法抵抗新型冠状病毒，病毒就会顺势沿着气管攻击肺，产生致命的效果 肺部吝啬的呼吸树末端细而远的分支称为肺泡，各气囊排列在同样富含ace2受体的细胞中 一般来说，氧气通过肺泡进入毛细血管，这些毛细血管在气囊旁边，氧气通过血管输送到身体的其他部分，这时免疫系统忙于与入侵者战斗，在战斗中破坏了氧气的传递。 战斗最前线的白血球以感染病毒的细胞为目标进行杀死，释放出留下大量液体和死亡细胞的被称为趋化因子的炎症分子。 这种趋化因子能引起所谓的“脓” 这是肺炎的潜在病理，伴有咳嗽、发烧、紧张浅呼吸等症状 有些covid-19患者恢复了。 因为用鼻腔插管吸氧，得到了越来越多的氧气。 这是呼吸机的重要原因 但是，有些病情恶化的患者也一般突然发作，迅速发展成急性呼吸窘迫综合征( ARDS )，血液中的氧量急剧下降，呼吸也越来越困难 在x射线和计算机断层摄影中，可以发现肺部充满了白色混浊物，哪个地方应该是代表空气体的黑色？ 这些患者最终大多使用呼吸机，但依然有很多人死亡 尸检显示，他们的肺泡里塞满了液体、白血球、粘液和被破坏的肺细胞碎片 当病毒入侵的影响很严重时，新型冠状病毒进入肺部，对肺部造成严重伤害，人体对病毒的反应会伤害其他多个器官。 科学家们才刚刚开始探索这种危害的范围和性质 根据断面图，受到病毒攻击细胞膜破裂的免疫细胞在发炎的肺泡和气囊中拥挤，氧的吸收减少，咳嗽和发热恶化，呼吸困难 一半以上的肝脏住院患者表示他们的酶浓度是肝脏挣扎的，与过激的免疫系统和病毒作斗争的药可能会对肝脏造成损害 肾脏重症病例常见肾脏损害，致死性也很高 病毒可能直接攻击肾脏，或像血压下降一样引起全身副作用 根据肠患者的报告和活检数据，该病毒感染富含ace2受体的下消化道 这是因为大约20%或越来越多的患者会拉肚子。 大脑的covid-19患者患有中风、癫痫、精神障碍和脑炎 医生试图理解病毒直接引起的东西。 眼睛结膜炎是眼病和睑内侧膜的炎症，最常见于最严重的患者 鼻子有点病人失去了嗅觉 科学家们推测这种病毒有可能移动到鼻子的神经末端破坏细胞 心脏和血管组织病毒(蓝绿色)通过与细胞表面血管紧张素转换酶2(ace2)受体结合而进入细胞，有可能包括血管内壁细胞 感染会引起血凝块、心脏病发作和心脏炎症 一位临床医生认为，多个重症患者身体状况日益恶化的主要原因是对免疫系统的毁灭性过度反应，这种过度反应被称为“细胞因子风暴”，其他病毒感染也引起这种反应 细胞因子是指导健康免疫反应的化学信号分子，但在细胞因子风暴中，一部分细胞因子的浓度急剧增加，远远超过人体的需求，免疫细胞就会开始攻击健康的人体组织 这可能会引起血管漏出，血压下降，形成血液凝块，发生不可逆转的器官衰竭 一项研究显示，住院的covid-19患者血液中诱发炎症的细胞因子浓度明显上升 天普大学医院( temple university hospital )负责照顾covid-19患者的肺病学家jamie garfield说:“这种疾病的真正发病率和死亡率可能是由新型冠状病毒不同的炎症反应决定的。” ”，但也有人不承认这一点 斯坦福大学医学部的肺疾病集中治疗医生joseph levitt说:“似乎采取了迅速的行动，将covid-19和这些过度炎症反应联系起来，但看不到真正有说服力的数据。” ”不仅如此，我担心抑制细胞因子反应的努力会相反 一些以特定细胞因子为目标的药物进入了covid-19患者的临床试验，但levitt担心这些药物可能会抑制抵抗病毒所需要的免疫反应 他说:“允许复制越来越多的病毒确实有风险。” 另外，其他科学家正在研究完全不同的器官系统，说有些患者的心脏和血管正在迅速恶化 心脏被攻击的是意大利北部的布雷西亚，有心脏病典型症状的53岁女性来到当地医院的急诊室，心电图上的警告信号和高浓度血液标志物显示心肌严重损伤 进一步诊断发现，她的心脏肿胀留下伤疤，左心室(一般是心脏动力室)也非常脆弱，只能泵正常供血量的三分之一。 但是，当医生向冠状动脉注入染色剂，寻找显示心脏病发作闭塞的东西时，他们什么也没有发现 另一个检查查明了原因:这个女性患有covid-19 病毒如何攻击心脏和血管还是个谜，但许多预印刊物和论文表明这种破坏相当普遍 3月25日发表在《jama心脏病学》( jama cardiology )上的论文显示，中国武汉市416例covid-19住院患者中，近20%的患者心脏受损 武汉的另一项研究表明，入住icu的36名患者中有44%患有心律失常 相关论文: JAMA network/Journals/JAMA Cardiology/Full Article/2763524 JAMA network/Journals 根据4月10日《血栓形成研究》( thrombosis research )的论文，荷兰icu的184名covid-19患者中，38%的患者血液中出现异常凝血块，三分之一的患者已经发生凝血 血块可能破裂进入肺部，堵塞重要的动脉。 据报道，一种被称为肺栓塞的疾病，杀死了很多covid-19患者 动脉的血块进入大脑，有时会引起中风。 哥伦比亚大学医学中心心血管医学研究员behnood bikdeli说，多名患者的血栓副产物d二聚体显着上升 bikdeli说:“在我们的注意中，我们发现了许多血凝块可能是covid-19疾病严重程度和死亡率的首要因素的证据。 ’感染也可能导致血管收缩 有些报告显示，患者手指和脚趾缺血——血流减少会引起手指肿胀、疼痛，甚至组织坏死 在肺部，血管收缩可能有助于解释covid-19在肺炎中的奇怪现象:一点患者的血氧水平极低，但不怎么呼吸 在生病的阶段，有可能改变激素平衡来调节血压，限制进入肺部的血管 因此，收缩的血管不是闭塞的肺泡，而是阻止氧气的吸收 莱维特说。 “有理论认为这种病毒会影响血管生物学的形态。 所以，我们看到了这么低的含氧量。 如果covid-19攻击血管壁，也许也可以解释以前糖尿病和高血压等慢性疾病引起血管损伤的患者面临更高的急速重症化风险的理由 美国疾病预防控制中心( cdc )最近分析了美国14个州的住院患者提供的数据，发现约三分之一的人患有慢性肺病，多人患有糖尿病，一半人患有高血压 mangalmurti说，严重患者中有哮喘和其他呼吸系统疾病hup的icu患者受到了冲击。 "危险因素如血管相关疾病糖尿病、肥胖、年龄、高血压. " 科学家们正在研究到底是什么原因引起了心血管障碍。 心脏和血管壁像鼻子和肺泡一样含有丰富的ace2受体 病毒可能直接攻击，缺氧可能会伤害血管，细胞因子风暴可能会像其他器官一样破坏心脏 “我们才刚刚开始，我们不知道那些人敏感性高，为什么容易重症，为什么恶化那么快……还有为什么每个人都很难恢复。 在很多战场的世界范围内，呼吸衰竭引起的呼吸机不足的担忧备受瞩目，但现在没有争先恐后地购买其他设备——透析机 纽约大学琅琊医中心的神经科医生jennifer frontera说:“如果这些人没有死于肺衰竭，他们一定会死于肾衰竭。 该中心已经治疗了数千名covid-19患者，医院正在开发使用不同机器来支持越来越多的患者的透析方案。 透析的必要性可能是因为具有ace2受体的肾脏是另一个病毒目标 根据某预印本文献，武汉市85例住院患者中有27%患有肾功能衰竭 另一份报告显示，中国湖北省和四川省住院的covid-19患者中，近59%的尿液中有蛋白质，44%有血液，这些显示肾脏受损 同样的结论在中国预印本报道中也有显示，患有急性肾损伤( aki )的患者死亡的可能性是没有covid-19的患者的5倍以上 医务人员在意大利重症监护室向covid-19患者提供帮助 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的神经科学家贾洪波说，肺是病毒的主战场，但有些病毒可能攻击肾脏 就像真正的战场一样，如果攻击两个地方，各个地方会更糟 从尸检肾脏的电镜照片中发现病毒粒子的研究表明有直接的病毒攻击，但也不能排除肾脏损伤带来的附带效果 目前已证实含有呼吸机会和抗病毒化合物的瑞德西魏会增加肾脏损害的风险 细胞因子风暴减少流向肾脏的血液，引起致命的伤害 糖尿病等历史疾病也有可能提高肾脏损伤的概率，西北肾脏中心的首席医学官suzanne watnick说:“患有慢性肾脏病的人感染病毒发生急性肾损伤的风险很高。” “损伤脑covid-19的患者的另一个值得注意的症状集中在脑和中枢神经系统 frontera说需要神经科医生来判断医院5%到10%的冠状病毒患者 但她说，这可能是低估了大脑挣扎的人数。 特别是因为很多人使用镇静剂，采用呼吸机。 frontera见过脑炎、癫痫发作、“交感神经岚”的患者，是脑外伤后最常见的交感神经系统反应过度引起的癫痫样症状 患有covid-19的人暂时失去意识，有些人中风，有些人失去嗅觉 frontera团队想知道在特定情况下感染是否会抑制感到缺氧的脑干反射 这是轶事注意的另一种解释，尽管血液中的氧气含量很低，但也有没有呼吸的患者 johns hopkins medicine的重症监护医生robert stevens说，ace2受体存在于神经皮质和脑干，但不清楚该病毒在什么情况下穿透大脑，与这些受体相互作用。 也就是说，2003年重症急性呼吸系统综合征( sars )流行背后的冠状病毒可能侵入神经元，引起脑炎，新型冠状病毒是sars的近亲 4月3日，日本研究小组在《国际传染病杂志》上发表了从患有脑膜炎和脑炎的covid-19患者的脑脊液中发现了新的冠状病毒，表示脑膜炎和脑炎、中枢神经系统也能贯通的样本研究。 患有covid-19的58岁女性患了脑炎，脑组织受损(箭头)。 但是其他因素也有可能损害大脑 例如，细胞因子风暴引起脑肿胀，血液过度凝结的倾向有可能引起中风 现在的问题是，在员工集中于拯救生命的时候，有从预想变成自信，到诱发呕吐反射和患者脑扫描输送等神经系统判断的风险。 上个月，匹兹堡大学医学中心的神经科学家sherry chou开始组织全球研究中心。 现在有50个中心，从接受护理的患者中提取神经学数据。 早期目标简单:明确住院患者神经系统并发症患病率并记录其表现 长期来看，CHU和同事想收集扫描、实验室测试和其他数据，更好地理解病毒对包括大脑在内的神经系统的影响。 chou推测了可能的入侵途径:通过鼻子，向上，通过嗅球说明嗅觉丧失的报告，与大脑相连 “这是一个好理论。 我们必须说明这一点” chou说，神经系统的症状大多是“口耳相传，没有人说自己是专家”。 到达肠道的3月初，71岁的密歇根州女性从尼罗河游船回来时，发生了出血性腹泻、呕吐和腹痛 最初，医生怀疑她是常见的胃病，比如沙门氏菌感染。 但是，她咳嗽后，医生用鼻子检查了新型冠状病毒 根据《美国胃肠病学杂志》( ajg )在网上发表的论文，粪便样本中病毒rna为阳性，内窥镜检查发现结肠损伤的迹象，显示感染了胃肠道( gi ) 她的病例增加了证据表明新冠状病毒和表哥sars一样能感染下消化道内壁。 53%的患者粪便样本中发现了病毒rna 在胃肠病学( gastroenterology )发表的论文中，有中国队报告说在covid-19患者的活检中发现了胃、十二指肠、直肠细胞中的蛋白质壳 贝勒医学院的病毒学家mary estes说:“我想是在胃肠复制的。 ajg联合主编洛杉矶cedars-sinai医学中心的brennan spiegel最近的报告显示，一半的患者(整个研究平均约20% )会腹泻。 spiegel等人说，由于gi症状不在cdc的covid-19症状列表中，因此可能无法发现部分covid-19病例 “如果主要症状只是发烧和腹泻的话，就不接受covid检查。 “胃肠病学联合编辑，北加利福尼亚州kaiser permanente的道格拉斯·科里说。 胃肠中的病毒的存在可以增加人们的恐慌，通过粪便传递 粪便中是否含有完全的感染性病毒，是否只含有rna和蛋白质还不清楚 爱荷华大学冠状病毒专家stanley perlman说，迄今为止，“我们没有证据”表明粪便传递非常重要。 cdc认为，根据引起sars和中东呼吸系统综合征( sars )的病毒(新冠状病毒的另一个危险的地方)的经验，粪便传递的风险可能很低 肠不是疾病攻击身体的终点 例如，虽然不清楚该病毒直接侵入眼内，但三分之一的住院患者迅速发展成结膜炎，即粉红色、水样的眼睛 其他报告显示肝脏受损。 在两个中国中心住院的covid-19患者中，一半以上的酶水平上升，显示肝脏和胆管损伤 但是，科学杂志报道，病毒直接入侵的可能性很低 他们认为药物和脆弱的免疫系统等引起心力衰竭的其他因素很可能引起肝损伤 covid-19可能给人体的破坏图还只是草图 为了明确其范围及其可能引起的一系列心血管和免疫作用，有必要进行多年的困难研究 随着科学的迅速发展，无论是显微镜下的组织探测还是对患者的药物测试，都希望有比使世界停滞的病毒更明智的方法 相关文章: science mag/news// 04/how-does-coronavirus-kill-clinicians-trace-ferocious-rampage-through-body -。 原题:“新型冠状病毒入侵人体的全过程！ 从脚趾到大脑，科学家追踪了病毒对身体的巨大破坏”。