在生命繁荣的地球上，生活着约870万大小不一、形态各异、生活方式不同的物种。既有蓝鲸、大象和人类这样的大型生命（大小以米为单位），


也有衣原体和病毒等微小的生命或半生命体（大小以纳米为单位，1米=1亿纳米）。人类和动物分别以不同类型的动植物为食，在地球上代代生存繁衍；衣原体以及病毒则通过感染宿主实现自身的复制和扩增。


在生活过程中，极其微小的病毒几乎“无孔不入”，人类难以避免地与病毒相遇，陷入与病毒的“遭遇战”。

对于这种普通显微镜都远不可见的家伙，人类肯定无法用工具或者武器来对抗。不过进化为了达成某种平衡，赋予了人类一个有弹性的免疫系统，让正确运用免疫系统的人类在与各种病原微生物（比如病毒、病菌和寄生虫）的斗争中生存下来。

现代科学的研究手段让我们能“进入”微观世界了解甚至“目击”这一过程，人类免疫系统与病毒战争无异于一场场精彩惊险的科幻战争。


流感病毒是人们最常遭遇的呼吸道病毒之一，


让人口天平急剧倾斜的1918年的全球大流感，其元凶就是甲型流感病毒H1N1毒株。


流感病毒主要有4种类型：A/甲、B/乙、C/丙 和 D/丁。甲型和乙型流感病毒几乎每年冬春都会引起季节性疾病流行，丙型流感病毒一般只引起轻微症状，丁型流感病毒主要感染牛。


由于流感病毒表面携带有2种独特蛋白：凝血蛋白酶（简写H）和神经氨酸酶（N），人类将流感病毒毒株命名为H+数字/N+数字。近年来经常在人群中传播的甲流病毒主要是H1N1和H3N2。


候鸟全球性迁徙、现代大规模禽畜养殖等都会便于病毒在动物之间传播和突变，随着动物与动物、动物与人，以及人与人接触的增加，流感病毒也在不断进化。一些原本只能感染鸟类的病毒和一些原本只感染猪的病毒通过基因突变，获得跨物种感染的能力，有可能在不同宿主中穿插和交叉感染，造成大规模流行，这也是新闻经常报道的禽流感和猪流感（鸡瘟猪瘟）。


甲流病毒主要是通过与人体细胞表面的唾液酸受体结合侵入细胞，然后将被感染细胞改造成“病毒工厂”，大量复制病毒后释放出来，进一步感染其他细胞来建立更多的“病毒工厂”。


新冠病毒感染复制的过程与甲流病毒有类似的地方，不同之处在于受体，新冠病毒主要是通过与细胞表面的ACE2（血管紧张素转移酶2）结合感染细胞。

由于唾液酸受体主要分布在人和动物的呼吸道，流感病毒主要途径是通过借助唾液酸受体之力感染呼吸道上皮细胞来导致疾病。



而新冠病毒不一样的是借助ACE2受体。ACE2又是人体肾素-血管紧张素系统的关键酶，在多个器官广泛分布，因此新冠病毒感染可能造成的伤害不仅是上下呼吸道，甚至关乎人体的更多器官，可能带来更严重的危害。


全世界不论病毒多么来势汹汹，人体自免疫系统绝不会坐以待毙。在我们肉眼不可见的地方，病毒来临后，身体中免疫细胞会全力为我们战斗。


免疫系统主要是通过两类反应对抗病毒入侵：先天性免疫反应和特异性免疫反应。

先天性免疫反应是非特异性的，针对一切来犯的病原微生物，既能对抗甲流病毒，也能对抗新冠病毒。在呼吸道，抗病毒先天免疫中最重要的一环是Ⅰ型干扰素(IFN)反应。实际上，干扰素也正是因为能够干扰病毒复制而得名。

目前已经发现三种类型的干扰素。Ⅰ型干扰素主要包括14个α亚型、多个β亚型、IFN-ε、IFN-κ和IFN-ω，有时也被简写为IFNα/β。II型干扰素主要是IFN-γ，III型干扰素珠宝包括4个IFN-λ亚型。

人体中几乎所有细胞都可产生IFN-β，但只有特定细胞比如抗原提呈细胞产生IFN-α。当细胞中的模式识别受体识别到外来核酸信号（比如甲流病毒的RNA或者新冠病毒的RNA）或者非核酸病原体信号后，通过一系列信号传导过程引起 IFN-α/β 产生。


病毒感染需要首先突破黏膜屏障，接触携带有特定受体的易感细胞。结合受体后，病毒才能“劫持”人体细胞，实现自身复制。而被感染细胞中的特定受体识别到病毒核酸后，会释放信息启动干扰素信号，激活Ⅰ型干扰素反应。

Ⅰ型干扰素可诱导产生数百种干扰素刺激基因（ISG），这些基因表达的蛋白质能阻断病毒转录、降解病毒RNA、抑制病毒RNA翻译和修饰等病毒复制的各个步骤。比如 ISG MX1就能帮人对抗甲流病毒。

除了在感染细胞中阻止病毒复制，Ⅰ型干扰素还能预警通知感染周围细胞做好抗病毒准备（转变为抗病毒状态）。


Ⅰ型干扰素反应及先天免疫细胞会互相联动，阻止病毒复制。干扰素反应也会激活抗原提呈细胞，把病毒信号传递给T细胞，进而引起效应性T细胞的细胞毒性作用和B细胞分化产生特异性抗体，从而阻止病毒继续感染。

除此之外，Ⅰ型干扰素还有助于增强免疫记忆，为人类应对未来的病毒挑战做准备。

不管是甲流病毒感染还是新冠病毒感染，当身体迅速启动有效的干扰素反应时，人体往往是无症状或者只感到轻微不适。


但当先天免疫反应不能及时清除病毒时，特异性免疫就尤为重要。

抗原提呈细胞（比如树突状细胞）会将识别到的抗原信息传递给T细胞，促进CD8+T细胞分化为细胞毒性T细胞（效应性T细胞），进而消灭感染细胞；促进CD4+T细胞分化出多种辅助性T细胞和调节性T细胞，进而刺激B细胞分化出产生抗体的浆细胞，分泌专门针对病毒的抗体，从而中和病毒。


甲流病毒感染引起的特异性免疫过程与新冠病毒引起的相似，不过产生的T细胞、B细胞和抗体只针对甲流病毒。

虽然甲流病毒在身体中的波及范围不如新冠病毒广，但当免疫系统不能及时清除病毒，感染经久不愈时，长期的免疫反应不仅会损伤肺部呼吸功能，还会和病毒一起损伤肺组织，此时甲流病毒和新冠病毒感染都可能引起急性呼吸系统窘迫综合征（ARDS）,危及生命。


ARDS时，病毒感染和过度免疫攻击导致肺泡上皮损伤，肺泡被富含促炎蛋白（如各种细胞因子）的水肿液阻塞，肺泡上皮沉积大量纤维且表面活性剂失活，肺泡毛细血管破裂，此时肺泡失去弹性无法进行氧气/O2和二氧化碳/CO2交换，病人呼吸受阻，身体细胞无法获得充足的氧气维持正常功能。


当流感病毒或新冠病毒感染被阻断在上呼吸道（鼻、咽、喉）时，感染者只会有轻度症状，但如果病毒深入肺泡时还不能被消灭，就会降低呼吸功能，从而影响人体细胞的供氧和供能，干扰肺及其他非呼吸器官的供能。如果病毒在肺部迟迟不能被清除，就可能出现重症甚至死亡。


下图简单总结了病毒感染与人体防御的过程。


要想感染，病毒首先需要突破黏膜屏障，接触携带有特定受体的易感细胞。结合受体后，病毒才能“劫持”人体细胞，实现自身复制。而被感染细胞中的特定受体识别到病毒核酸后，会启动干扰素信号，激活Ⅰ型干扰素反应。

Ⅰ型干扰素反应及先天免疫细胞会行动起来，阻止病毒复制。干扰素反应也会激活抗原提呈细胞，把病毒信号传递给T细胞，进而引起效应性T细胞的细胞毒性作用和B细胞分化产生特异性抗体，从而消灭病毒。

长期关注食与心的朋友可能会疑惑：怎么没提共生菌群的作用呀？它们在抗病毒中不重要吗？


当然不是！人体共生微生物是一个复杂的群体。确切来说，共生微生物中不仅是人类的朋友，其实也有病毒的帮凶。在病毒与人类的这场战斗中，双方都在找帮手！如果在这场抗争中错误地理解和对待发烧咳嗽打喷嚏等表现，使用不正确的药物，很可能是在间接帮助了病毒对抗自己的免疫系统。

此外，抗病毒战役中的一些症状，比如发烧、咳嗽，如果错误对待了，也相当于在帮病毒。

下期，食与心将带大家了解病毒与人体免疫战争中的其他参与者，敬请期待！