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新冠肺炎全球大流行 感染性疾病有着怎样的发病机制?

目前,新冠肺炎已经造成全球大流行,给人类造成了巨大的损失的同时,带来更大的危机。伴随着流行病危机,经济危机、金融危机、政治危机、粮食危机相继出现。

那么感染性疾病的发病机制是怎样的呢?

感染性疾病包括一切由病原生物如细菌、真菌、病毒和寄生虫感染人体后产生的疾病。感染性疾病中许多是有传染性的,可在人群中造成流行,这部分疾病又被称为传染病。病原生物对人类的感染十分普遍,几乎威胁到每个人,其中有不少病原体可导致严重的疾病,甚至致残、致死,其致病的主要原因在于特定基因编码的产物。

引起感染的病原体毫无例外地都含有核酸,其类型为DNA或者RNA,是病原体遗传信息的携带者,而致病的主要机制就是病毒基因产物具有直接致病作用或通过诱导免疫反应间接致病。由于病原体的种类、性质、感染方式和途径不同,感染细胞后的表现也不同,即致病机制各不相同:

1 病原体基因复制或基因表达干扰细胞基因复制或基因表达

① 抑制宿主细胞DNA的复制:许多DNA病毒或RNA病毒都可以抑制宿主细胞DNA的合成,其可能的抑制方式有细胞DNA复制的有关蛋白转向合成病原体DNA、细胞DNA的正常复制位点被取代、细胞DNA被降解等;

② 抑制宿主细胞的转录:有些病原体感染后可以通过竞争宿主RNA聚合酶Ⅱ和细胞转录因子,抑制编码细胞蛋白的基因转录,其目的或是为病毒RNA合成提高更多法前体,亦或是为病原体DNA转录提供所需的转录因子;

③ 抑制宿主细胞的翻译:有些病原体感染细胞后,能够通过降解宿主细胞的mRNA,或改变宿主翻译装置的特异性,或者高亲和力的竞争有限的核糖体来抑制宿主细胞mRNA的翻译,从而为病原体蛋白质合成提供更多的核糖体亚单位、翻译起始因子和tRNA。

2 病原体蛋白可以产生直接致病作用

① 病原体蛋白可诱发细胞凋亡:病原体感染细胞后通过关闭或干扰宿主细胞正常合成代谢诱导细胞凋亡,或者由病原体编码的蛋白直接作用于凋亡相关因子及蛋白水解酶而诱发细胞凋亡;

②病原体蛋白能破坏细胞膜或细胞骨架功能:某些病原体的感染能够增加细胞膜对离子的通透性,如使钠离子内流增多,增加细胞内钠离子的浓度,使细胞膜功能受损,而有些病原体感染细胞后能促使细胞骨架纤维系统的解聚,从而导致细胞形态发生变化,使其不能发挥正常功能;

③病原体蛋白影响细胞溶酶体及细胞器的功能:导致细胞膜通透性增加的病原体,可使溶酶体内的各种酶扩散到细胞质中,从而引起细胞自溶。另外还有些病原体能够影响内质网、高尔基复合体的功能,抑制细胞内物质的正常转运;

④病原体蛋白对细胞产生直接损伤作用:这是一类杀伤性较强的病原体感染所引起的,对宿主细胞具有直接损害作用。

3 病原体抗原蛋白可引起宿主细胞的免疫病理损伤

① 病原体蛋白刺激产生抗体后导致疾病:有些病原体侵入细胞后,能在细胞表面呈现新的抗原,该抗原与特异性抗体结合后,在补体存在的情况下对细胞造成破坏,另外有些病原体感染机体后,病原体抗原与相应抗体结合形成免疫复合物,这种免疫复合物长期存在于血液之中,可在不同部位对机体造成损害;

② 病原体感染后可引起自身免疫病:有些病原体感染机体后,病原体新抗原与细胞抗原结合,改变细胞膜表面结构使之成为“非己物质”,还有一些病原体感染后能使宿主细胞正常情况下隐藏的抗原暴露或者释放出来,机体会针对这些“非己物质”产生相应的免疫应答,发挥免疫系统“清除异己”的功能而对其进行破坏,引发自身免疫病。此外,某些病原体蛋白与宿主细胞的某些蛋白之间存在共同的抗原决定簇,也会诱发自身免疫应答。

鼠年春节期间,新型冠状病毒疫情牵动全国人民的心。冠状病毒是一种很常见的人类病毒,主要的宿主是哺乳动物和鸟类。大约有10%的普通感冒是由冠状病毒引起的,其发病时症状较轻,并未受到重视。人类在2003年遇到的SARS病毒属于冠状病毒的一种,毒性较强,发生在中东地区的MERS是第二个毒性较强的冠状病毒,2020年的新型冠状病毒就是第三个毒性较强的冠状病毒了。

病毒侵入人体的过程可分为病毒吸附、病毒入侵、病毒遗传物质的复制合成、病毒组装和病毒释放,相应地,其治疗药物的研究会从该过程入手,有的从一个过程入手,有的从多个或者全部过程入手,其目的都是阻断该过程的继续,从而达到治愈疾病的效果。

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