這幾天，「新型肺炎」的消息刷屏了。
截至1月22日16時，全國13省(區、市)，累計報告新型冠狀病毒感染的肺炎確診病例443例，死亡9例。
隨著確診病例數字的攀升與地域的擴散，每個人都在關心：病毒是如何傳播的？究竟該如何預防？
今天這篇文章，分析了5大關鍵問題：
●帶有病毒的人打噴嚏是如何將病毒傳到另一個人身體里的？
●病毒與細菌有什麼區別？
●武漢新型冠狀病毒有什麼特徵？
●病毒如何攻破人體重重防禦？
●病毒如何防治？
希望可以讓你更了解病毒的原理，也更重視保護自己和身邊人。以下：
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帶有病毒的人打噴嚏
是如何將病毒傳到另一個人身體里的？
根據BBC拍攝的紀錄片《人體奧妙之細胞的暗戰》，噴嚏中的一滴液珠就攜帶有數百萬個入侵者 ，它們穿過人體的薄弱點，眼睛、口腔、鼻腔。
這些外來的入侵者是極其狡猾的致命機器。比如腺病毒，是可以感染人類的20科病毒之一，可以引起各種各樣的疾病，從一般感冒到肺炎。
在其堅固外殼內含有一些簡單的指令，它的任務是破壞細胞防禦，朝著細胞核一路前進，一旦到達細胞核，任何一個這種病毒，都能控制細胞中健康的DNA，並且將其替換為自己具有破壞性的DNA。
細胞核，原來是細胞組織的中心，被攻破後成為了一萬個致命基因的住所，每一個都準備好擴散，然後儘可能多地去感染我們體內的細胞。
這支軍隊的唯一目標就是，增殖並摧毀儘可能多的人體細胞，導致疾病，甚至死亡。
這也就是為什麼，在眾多防範措施中，特別重要的一條就是「戴口罩」。如有咳嗽、噴嚏時，注意用紙巾、衣物遮擋口鼻以減少病菌傳播。
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病毒與細菌有什麼區別？
很多人都容易混淆細菌和病毒，把病原體都稱為病菌，這是不對的。病毒和細菌存在很大的區別。
首先在大小上，病毒比細菌小得多得多，病毒是納米級的顆粒，小到十幾納米，大到幾百納米，需要藉助電子顯微鏡才能觀察到它。而細菌是微米級的顆粒，在普通顯微鏡下就能觀察到。
其次，從生命的形態上，病毒有核酸，或者說是遺傳物質和蛋白質裹在一起的一個生物大分子。但它沒有細胞結構，它必須依賴於細胞才能生存，要在細胞或動物體內才能完成它的生命里程。而細菌它有完整的細胞結構，只要有合適的培養基它就可以生長。
比如常見的愛滋、流感和B肝都是由病毒引起的，而結核、傷寒和鼠疫這些都是由細菌引起的。
這兩類病原體在治療上面也是不一樣的。治療病毒需要特異性的抗病毒藥物，治療細菌要用抗生素，也就是大家常說的消炎藥。治療細菌的抗生素是不能治療病毒性疾病的，反過來也一樣。
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武漢新型冠狀病毒有什麼特徵？
根據SCIENCE論文，武漢新型冠狀病毒屬於Beta冠狀病毒屬（Betacoronavirus）。Betacoronavirus是蛋白包裹的單鏈正鏈RNA病毒，寄生和感染高等動物（包括人）。
冠狀病毒屬於RNA病毒，它的特點就是進化快，因為RNA相比於DNA更不穩定，所以複製出錯的機率更高。因為進化快和變異快的原因，它也可能很快把自己進化沒了，這就是為什麼當年SARS只有一次爆發，後來就沒有再出現的原因。但與此同時，RNA病毒還有一個副作用就是很難設計疫苗，因為疫苗設計好後時，病毒的基因可能已經有了很大的變化了。
在進化樹的位置上，Betacoronavirus與SARS（導致2002年「非典」）病毒和類SARS（SARS-like）病毒的類群相鄰，但並不屬於SARS和類SARS病毒類群。
它們進化上共同的外類群是一個寄生於果蝠的HKU9-1冠狀病毒。所以武漢冠狀病毒和SARS/類SARS冠狀病毒的共同祖先是和HKU9-1類似的病毒。由於武漢冠狀病毒的進化鄰居和外類群都在各類蝙蝠中有發現，推測武漢冠狀病毒的自然宿主也可能是蝙蝠。如同導致2002年「非典」的SARS冠狀病毒一樣，武漢冠狀病毒在從蝙蝠到人的傳染過程中很可能存在未知的中間宿主媒介。
SARS病毒是通過其表面的S-蛋白與宿主表面ACE2蛋白結合完成感染的，這個機制是由經緯系公司華輝安健創始人、北生所研究員李文輝於2003年發現的。雖然武漢冠狀病毒S-蛋白中與ACE2蛋白結合的5個關鍵胺基酸有4個發生了變化，但變化後的胺基酸，卻在整體性上維持了SARS病毒S-蛋白與ACE2蛋白互作的原結構構象。
根據論文作者模擬預測的結果，儘管武漢新型冠狀病毒的新結構與ACE2蛋白的互作能力由於丟失的少數氫鍵有所下降（相比SARS病毒S-蛋白與ACE2的作用有下降），但仍然達到很強的結合自由能（-50.6 kcal/mol）。
這一結果說明武漢冠狀病毒是通過S-蛋白與人ACE2互作的分子機制，來感染人的呼吸道上皮細胞。
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病毒如何攻破人體重重防禦進入細胞核？
BBC拍攝的紀錄片《人體奧妙之細胞的暗戰》，以腺病毒為例，展示了病毒如何攻破人體重重防禦進入細胞核。我們將其分成了9個階段：
▌階段一：病毒如何躲過白細胞抗體防線？
病毒的目標是我們鼻腔黏膜上的一個細胞，但是在它到達目標外壁之前，會遭遇大量的抵抗者。
抗體在細胞之間的空曠地帶巡邏，它們的任務是發現並中和病毒，一旦識別已知敵人，它們就會緊緊鉗住敵人的外殼，通過將它們銬在一起，遊蕩在外以病毒為食的白細胞就更容易捕獲病毒。
抗體構築了有力的第一道防線，但很快寡不敵眾，成千上萬的病毒到達了表皮細胞的細胞膜外。
▌階段二：病毒如何騙過細胞膜？
第二階段入侵即將開始，一隊病毒抵達了細胞膜表面，錯綜複雜的細胞膜構築了第二道防線。任何外物都被阻擋在外，除非細胞識別對方無害。比如營養物和蛋白質，它們有著與細胞膜表面的鎖相匹配的特殊鑰匙，才能通過。
但經過數十億年的鬥爭，腺病毒演化出了這一專用鑰匙的拷貝，抗體讓大量的病毒鑰匙失去了功能，但仍有很多漏網之魚細胞膜表面的鎖被病毒愚弄，病毒大軍長驅直入，就像最原始的特洛伊木馬一般。
細胞膜下的膜蛋白誤以為對方是重要的營養素，準備接受病毒，膜蛋白下拉細胞膜形成了一個囊泡，將病毒包裹其間[稱為胞吞]，一個分離膜蛋白擠出囊泡將病毒送入細胞內部。
▌階段三：病毒如何利用核內體的分解？
病毒大軍用障眼法順利進入表皮細胞內，但細胞也擁有堅不可摧的防禦組織，阻止病毒進一步入侵。送入細胞內部的物質，都會迅速被細胞內分揀站捕獲拘留，它們叫做核內體。分揀站開始處理進入的物質，包括病毒，以便能把它們輸送到細胞內各處。
第一步是將其分解，核內體的外壁與專門的蛋白泵相匹配，這種泵會釋放帶電氫原子，使核內體內部呈濃酸性，這種酸能夠把營養物質分解成更小的分子，以便細胞運輸和消化。
酸開始侵蝕病毒的外壁，病毒開始瓦解。這本應對腺病毒造成毀滅性的打擊，但實際上，這種酸恰恰也是，病毒逃脫計劃的一部分。
病毒上用以附著細胞的外鞘，是最先被分解的部分，但隨著它們的瓦解，會從病毒內部釋放一種特殊蛋白質，對分揀站外壁發起攻擊，這種怪異的蛋白質能將外壁撕裂，病毒自由了。
但不是每個病毒都能成功，在臨近的分揀站，抗體緊緊粘在病毒表面，將病毒五花大綁，防止病毒從內部釋放用以逃脫的蛋白質。
成千上萬的病毒，最終都死在了分揀站，但還有很多僥倖逃脫。現在，它們自由地在細胞內漂浮，從核內體中越獄成功後，病毒大軍里侵入細胞核的目標又近了一步。
▌階段四：病毒如何利用動力蛋白助跑？
但90%的病毒止步於此。雖然它們離細胞核只有五千分之一毫米的距離，對它們來說，就像有160萬公里之遙。儘管它們始終處於熙熙攘攘的細胞活動中，這些入侵者卻無法自行移動，它們也無法利用細胞內漂浮的發電站也就是線粒體所產生的能量。
到現在為止，病毒的內部電流支撐它來到這裡，現在它需要幫助。就在細胞膜的下方有許多搬運工人，即動力蛋白，在等待著核內體中被處理的營養物質。這些可以動力腿能夠捕捉任何有配對接口的分子，並在微管上，也就是細胞內的公路上，將它們運到最終的目的地。
在這場持續了十億年的貓鼠遊戲中，病毒為吸引動力蛋白進化出了精準的接口，這對由細胞供應能量的動力腿不經意地幫助病毒踏上了通向細胞核的旅程。
動力蛋白是自然界中的奇蹟，以每分鐘六千步的速度，必須放慢超過三十多倍才能看清，它們通往細胞核的路程相當於跑兩個馬拉松賽程，全程52英里[84公里]，以奧運會短跑選手的速度跑完。
但速度不能代表一切，細胞內的微管公路通向細胞核，但這條路上分布著無數障礙，而且搬運工只能朝一個方向前進。
病毒再次陷入無助之境，在這裡，一條微管擋住了它的去路，但最新的發現令科學家們重新思考他們對細胞內運輸系統的認識。
它表明運動蛋白有不止一對可以運動的腿，它們還可以向著反方向移動，這兩對特殊的腿相互合作，可以越過大部分障礙，病毒再次踏上了旅程，腺病毒開始攻擊鼻腔黏膜中的表皮細胞。
▌階段五：病毒如何躲過特殊蛋白的偵查？
截至不久以前，科學家們認為一旦病毒大軍到達這裡，它們就勢不可擋了，但新的研究揭示還有一條前所未知的防線存在於細胞中。
研究者們發現一種特殊的蛋白質，散布在細胞內的公路系統旁，不斷尋找攜帶抗體的任何物質，例如細胞表面附著在病毒上的抗體，這些蛋白質會吸附到抗體上，這會引發連鎖反應，吸引其他的特殊蛋白質，最終標示出要摧毀的病毒。
一種稱為蛋白酶體的回收組織，被派到現場，摧毀病毒，在抗體的通報下，特殊蛋白質和回收機器的合作，能在數小時內消滅一支病毒部隊。
但只需一個病毒就能摧毀整個細胞，這個病毒躲過了偵察，沒有了抗體，對細胞的回收機器來說它是隱形的。現在，沒有東西可以阻止這個病毒實現它的目標了，病毒現在距離細胞核只有千分之一毫米了，但是要達到它的目的，它必須先進入細胞核。
▌階段六：病毒如何進入細胞核？
細胞核位於細胞中心，比病毒大一百萬倍，並被一層外皮保護著，外皮與細胞外壁類似，但是更難突破。進去的路只有一條，通往細胞的入口，是一種特殊的通道，它名叫核孔。在核孔表面，蛋白質構成的觸手尋找分子並把它們拉進核孔，通過這條通道，數十億的化學信息及指示在DNA和細胞間傳遞。
病毒必須進入內部，才能完成它的工作，但它進入需要許可，病毒的外殼再次攜帶適當的通行證，但這名入侵者體型過大，病毒並沒有因此而氣餒，當動力蛋白以為它們遇到了另一個障礙，它們就改變行進方向，與看守核孔的蛋白質觸手展開了拉鋸戰。
最終，病毒被扯得四分五裂，這看起來像是病毒的末日。實際上，這確實病毒的妙策，在動力蛋白與核孔的拉鋸戰中，病毒被四分五裂，但也卸下了病毒的累贅，令它們進入了細胞的指揮控制中心。
▌階段七：病毒如何控制DNA？
在這場侵略的每一個階段中，病毒都利用了細胞自身的機制，來解除細胞的防禦。
現在，它試圖用這個策略無情地進行最後一擊，細胞核內存在著DNA組織，它們一直注意著身體發出的指示，有的會接收這些指示，它們會設計特殊的藍圖，以製造某種特殊的蛋白質。
但這些機器無法分辨細胞DNA和病毒DNA之間的差異。它們在不知情的情況下，開始把病毒代碼轉變成上千條指令，讓細胞內的各個組織執行，這是一張以感染全身為目標而製造蛋白質的死亡藍圖。
現在，這些來自病毒的指令，從細胞核傾巢而出，穿過核孔，重新回到細胞內。在這裡，核糖體部隊，作為移動的蛋白質工廠，接收了這些藍圖。一般來說，這些細胞器把我們的DNA藍圖，轉變成對細胞來說很重要的蛋白質。現在因為病毒的指示，它們開始為新的病毒大軍製造原材料。
每一種新的蛋白質，都被仔細地摺疊成應有的形狀，一件又一件，組成大軍所需要的零件都被它們製造出來。但這些零件本身，不會在這裡組裝。新的病毒大軍在細胞核內部原地重建，離細胞最重要的基因製造器更近。
這些碎片通過核孔回到細胞中心，在它們這項工作進行的同時，病毒把注意力轉移到細胞的DNA上，它會讓一切它不需要的正常進程停止，讓DNA全部精力都集中於克隆病毒，其他一切都會停止。
▌階段八：病毒如何躲過動力蛋白的偵查？
但是在所有正常活動停止之前，一種動力蛋白會到達細胞表面，它攜帶著一種重要信息，來警告周圍的細胞。
病毒入侵即將成功的時候，受損細胞會向外界發出預警，蛋白顆粒通常都含有健康的蛋白碎片，並將它們帶到細胞表面，告知外界這個細胞很健全，如今它們攜帶被病毒大軍丟棄的碎片。
在細胞表面，這些顆粒解開包裹，入侵的病毒碎片則被暴露出來，這些都是對身體免疫系統的預警，是細胞遭受攻擊後在其表面發出的死亡遺言。
如果病毒碎片被體內巡邏的白血球細胞偵察到，它們會將細胞連同裡面的病毒一併消滅。
但是病毒會通過各種逃逸機制逃逸機體的免疫，比如B肝病毒通過大量分泌S蛋白，導致免疫耐受，讓我們的免疫細胞進入耗竭狀態，對病毒特異性抗原視而不見。
如果沒有被偵察到，病毒會接連感染一個又一個細胞。
▌階段九：病毒如何傳送DNA拷貝？
24小時後，在一天裡，病毒就會完全控制表皮細胞，細胞的DNA被麻痹後，細胞會逐漸腐爛，唯一能進行的活動就是建立病毒大軍。
這些碎片在細胞核內聚集，病毒的衣殼自行組裝，能夠讓病毒與細胞內搬運工，即動力蛋白配對的接口，已經在衣殼表面形成，新的纖維構成了病毒上與細胞膜配對的鑰匙。但是衣殼只是運輸載體，沒有運載物就毫無用處。
最後，數以千計的病毒DNA拷貝，被傳送到病毒大軍中。每一串都是病毒衣殼長度的兩百多倍，被整齊地摺疊在細小的空間內部。它在這兒靜靜等待，直到能夠侵入另一個細胞核中，然後重新開始整個過程。
這支大軍僅僅是一個病毒，傳送了一串DNA所造就的。細胞核，原來是細胞組織的中心，現在是一萬個致命基因的住所，每一個都準備好擴散，然後儘可能多地去感染我們體內的細胞。
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病毒如何防治？
人的一生會感染多少種病毒？說起來挺嚇人的，可以感染上百種病毒。但是我們強大的免疫系統可以清除大部分病毒，還有些病毒是可以和我們終身相伴的。
治療病毒需要特異性的抗病毒藥物，比如奧斯他韋採用的原理是降低病毒複製，還有一些公司採取了包裹病毒的方法，即把人的細胞外面加個保護層保護起來，經緯系公司Ansun Biopharma研發的產品DAS181就是利用這一原理。美國FDA已授予DAS181快速通道資格和突破性療法認定，用於治療免疫缺陷患者由副流感病毒 (PIV) 引起的下呼吸道感染。
但目前，武漢新型冠狀病毒無特效藥可用，新發現的病毒從疫苗研發到量產要數年時間，再加上RNA病毒進化快的特點，疫苗的開發基本很難跟上變異腳步。因此，所有治療均是對症治療，主要採用的還是支持性療法，也就是激素治療。據媒體採訪的一位痊癒病人，治療的方法就是激活人體的自身免疫功能去對抗病毒。
細胞和病毒的戰爭是一場史詩級戰爭的決戰時刻，也是人類歷史上持續時間最長的戰爭。這場戰爭在我們每個人體內進行著，每一天，就要發生上萬億次。
未被病毒波及的細胞內包含著獨特的DNA拷貝，這些就是最新的生命之書。這些信息從我們的父母、祖父母那裡一代代傳承下來，通過DNA我們可以追溯到我們三十億年前的祖先，追溯到最最開始的那個細胞，早在人類、哺乳動物、恐龍出現之前，就存在的那個細胞。地球上所有的生物和植物，都是從那個史前祖先進化而來的，一個包含一串DNA的細胞，是萬物的起源。
但是腺病毒也是從這個細胞進化來的，這就是為什麼細胞可以衝破我們的防線，這個邪惡的遠親和我們一起進化。
這場永不休止的戰爭，不僅僅是一場你追我趕的戰爭，更是驅動了各自的進化，最終雙方都變得越來越強大。如果不是和我們遠古時期的宿敵，之前這場永不休止的戰爭，我們也不會是今天的模樣。
每一天每一分鐘，這場和病毒的戰爭，地球上的每個人身上都在上演，雙方之間隨時隨地不停地博弈，改變自己也改變對方，完善自己也完善對方。
也因此，人類對病毒研究還有很長的路要走。
References:
1)《絕對好奇：細胞戰場》，BBC
2)《武漢新型冠狀病毒的進化來源和傳染人的分子作用通路》，BY中國科學雜誌社（ID：scichina1950）
3)《這些野生動物的病毒，怎麼就到了人類社會？》作者/石正麗，BY一席（ID：yixiclub）
本文圖片均來自《絕對好奇：細胞戰場》截圖