狂犬病毒進(jìn)入人體后,可以騙過免疫系統(tǒng)而侵入人腦。對該過程的理解,或能幫助我們找到治療狂犬病的方法。
作者 | 徐斯佳 日本京都大學(xué)醫(yī)學(xué)院
長久以來,人類對于狂犬病的恐懼根深蒂固:毛孩子和人類世界的親近,意外似乎隨時(shí)會降臨;還有常常被渲染成“狼人變身”般驚悚的癥狀,以及“一旦發(fā)病,必死無疑”的說法……
狂犬病毒是非常專業(yè)的神經(jīng)細(xì)胞殺手,而且喜好殊異,戰(zhàn)略智商奇高。不過不必?fù)?dān)心,我們爭取生命的時(shí)間其實(shí)很充裕。
口水橫流、行為怪異的犬類是典型形象 |video.nationalgeographic.com
“我喜歡口水和腦子”
狂犬病毒主打的傳播媒介是唾液(“高端”途徑可詳詢器官移植)。沒有體液交換的肢體觸碰、空氣、消化道等途徑都是安全的。最常見的傳染方式就是被發(fā)病動物咬傷,或被舔舐傷口。犬類雖背負(fù)盛名,但蝙蝠、浣熊、狐貍、貓等動物也貢獻(xiàn)了相當(dāng)一部分病例,只是常常被忽視。
被口水淹沒只是前奏,狂犬病毒的終極追求是哺乳動物的大腦。和大多數(shù)病毒一樣,狂犬病毒在人體也有潛伏期,一般為1~3個(gè)月(個(gè)別短于1周或長達(dá)1年),它們行事低調(diào),潛伏期內(nèi),伴隨傷口的愈合,連免疫系統(tǒng)也放松了警惕。當(dāng)某一天,它不加掩飾地向世人炫耀大腦因它而起的瘋狂,意味著一條生命正無可挽回地奔向湮滅。
耐心而狡猾的神經(jīng)細(xì)胞殺手
狂犬病毒外觀示意圖 | Shutterstock
狂犬病毒(Rabies Virus)是一種嗜神經(jīng)病毒——神經(jīng)組織和神經(jīng)細(xì)胞的天生殺手。
宿主被咬傷后,唾液里的病毒先接觸的往往是皮膚和肌肉,距離大腦還路途遙遠(yuǎn)。病毒會先緩慢地復(fù)制,壯大隊(duì)伍,伺機(jī)進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)。它們佛系而謹(jǐn)慎,總能成功騙過人體的免疫系統(tǒng)。
我們的舉手投足都受大腦控制,而大腦下達(dá)的指令是通過“神經(jīng)-肌肉接頭”傳給肌肉的——這正是狂犬病毒進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)的門戶。由此它們沿著神經(jīng)纖維一路搭順風(fēng)車,最終抵達(dá)大腦。
神經(jīng)與肌肉連接處是病毒進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)的門戶| 來自網(wǎng)絡(luò)
由于大腦太過重要,身體安排了一種特殊攔截組織——血腦屏障(blood brain barrier,BBB)來充當(dāng)它的守門人。
血腦屏障由一種內(nèi)皮細(xì)胞排列更緊密的毛細(xì)血管和和外圍的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞組成,是一道重要的保護(hù)屏障。它允許氧氣、水分、葡萄糖等大腦必須的養(yǎng)分自由通過(酒精等脂溶性的分子也能鉆到空子),能有效阻止細(xì)菌和大部分有毒物質(zhì)入侵大腦。但同時(shí),對免疫細(xì)胞和用于治療的藥物也常常六親不認(rèn),這也是大腦疾病治療起來十分困難的原因。
血腦屏障對大分子物質(zhì)的“出入限制”,也成了治療上的阻礙 | xvivo.com
而個(gè)子小巧的狂犬病毒卻能輕松溜過血腦屏障來到大腦。一旦來到在這里,它們便徹底不再忌憚免疫系統(tǒng)的攻擊,開始顯露瘋狂的一面——大量復(fù)制。在此過程中,宿主神經(jīng)細(xì)胞的營養(yǎng)被大量消耗,功能被攪亂,由此引發(fā)一系列神經(jīng)系統(tǒng)失常。
為什么狂犬病人會“恐水”?
病毒的代謝產(chǎn)物起先會引發(fā)感冒樣癥狀:包括發(fā)燒,惡心,乏力。緊接著神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀就會顯現(xiàn),如焦躁不安,出現(xiàn)幻覺,恐水畏風(fēng)等。
由于神經(jīng)系統(tǒng)異常興奮,對于光、聲音、水、風(fēng)等外界刺激變得更加敏感,尤其是水?!翱炙北憩F(xiàn)幾乎出現(xiàn)在80%的患者中。
因?yàn)椴《緦iT攻擊控制吞咽、呼吸功能的腦組織,與此相關(guān)的唾液神經(jīng)核、舌咽神經(jīng)核和舌下神經(jīng)核都會受損,一個(gè)簡單的喝水動作就可能引發(fā)吞咽痙攣和呼吸困難,引起的不適可持續(xù)數(shù)分鐘。所以患者對水會產(chǎn)生強(qiáng)烈的恐懼感。
喝水動作帶來的痛苦,讓狂犬病人對水產(chǎn)生恐懼。|圖蟲創(chuàng)意
無論如何,感染的自然結(jié)局就是神經(jīng)系統(tǒng)走向麻痹,患者陷入昏迷。由于呼吸、心跳等生理活動都受神經(jīng)支配,大部分患者最終死于呼吸衰竭或心率失常等臟器功能崩潰。
狂犬病像是傳染病中的蛇發(fā)魔女美杜莎——當(dāng)你真正看見她兇光畢露的雙眼時(shí),也昭示著生命的終結(jié)。出現(xiàn)癥狀,說明病毒已在神經(jīng)系統(tǒng)中大量復(fù)制且造成了不可逆轉(zhuǎn)的損害。當(dāng)損傷警報(bào)足夠強(qiáng)烈到喚醒免疫系統(tǒng),卻為時(shí)已晚。
病毒抵達(dá)大腦前,一切都還來得及
病毒在大腦中肆無忌地達(dá)到“毒”生巔峰后,就需要尋找下一個(gè)倒霉的宿主。
它們沿著神經(jīng)系統(tǒng)返回人體其他部位,尤其是唾液腺。感染會引發(fā)唾液分泌旺盛(產(chǎn)生更多帶病毒唾液)、吞咽困難(唾液停留在口腔更久)、啃咬興奮(傳染其他個(gè)體),這些癥狀恰好都能提高病毒隨唾液傳播的幾率。作為結(jié)構(gòu)單一渺小脆弱的病原體,狂犬病毒似乎有著令人細(xì)思極恐的“智慧”。
在神經(jīng)系統(tǒng)癥狀出現(xiàn)前,注射疫苗是目前唯一的保命方法。疫苗的作用是人為給予警報(bào),提前動員免疫大軍,趁病毒還沒入侵神經(jīng)系統(tǒng),在透過血腦屏障前將之消滅。
狂犬疫苗是目前唯一的保命方法。|圖蟲創(chuàng)意
可是,癥狀沒有出現(xiàn),如何判斷是否有性命之虞呢?
首先,鳥類、爬蟲類等非哺乳動物以及倉鼠等小型哺乳動物不會感染狂犬病毒,被咬后不用過度驚慌,但要考慮感染其他病原體的可能性。
皮膚有無破損是評判暴露風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵,狂犬病毒無法通過完整的皮膚進(jìn)入人體。而如果皮膚有破損,哪怕很淺沒有出血,也要常規(guī)及時(shí)注射疫苗。至于被咬出血的,就更不用猶豫了,怎么快怎么來。
接觸類型和推薦的接觸后預(yù)防措施 |世界衛(wèi)生組織
上文提到,狂犬病的發(fā)病很大程度上取決于病毒到達(dá)大腦的時(shí)間??上攵瑐谖恢秒x大腦越近(如頭面部),緊急程度就更高,更要迅速處理。
這里還要澄清一下“10天觀察法”。根據(jù)世衛(wèi)組織的說明,就是將咬人的動物當(dāng)即隔離,看它能不能正?;钸^10天。因?yàn)槿绻麆游镌谝藭r(shí)已經(jīng)具備傳染力(唾液里有病毒),說明病毒已經(jīng)從神經(jīng)系統(tǒng)完成了大量復(fù)制并向外擴(kuò)散。10天內(nèi),異常表現(xiàn)——如叫聲改變(病毒損傷聲帶)、舉止怪異、啃咬興奮(甚至是塑料等非食物)以及死亡——是不可避免的。而如果一切正常,10天后一般就能排除它具有狂犬病傳染性。
但觀察期間絕不是讓人心存僥幸傻等著,而應(yīng)按傷口程度和位置,先采取對應(yīng)的措施。由于狂犬疫苗的注射需要分多次、數(shù)周完成,如果10天后動物安然無恙,可以考慮終止剩余的疫苗注射。
新研究有望為應(yīng)對病毒入腦找出對策
盡管疫苗的防御率幾乎是100%,但狂犬病毒在中樞神經(jīng)系統(tǒng)里面的致病機(jī)制卻一直是個(gè)較大的研究空白,導(dǎo)致發(fā)病后存活率近乎為0。
一直以來,人們都認(rèn)為,大腦是個(gè)軟柿子,對狂犬病的破壞毫無招架能力。但最新研究發(fā)現(xiàn),人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有一些尚待開發(fā)的天然抗病毒武器。
近兩年來,隨著測序技術(shù)的發(fā)展,對生物體基因功能的了解逐漸深入。我們知道,很多生理功能從細(xì)胞層面上來說,是以DNA分子上的各種基因?yàn)槟0澹铣沙鰧?yīng)的蛋白質(zhì)來執(zhí)行的。而實(shí)際上,人體只有不足2%的DNA能編碼蛋白。在剩下那些不能編碼蛋白而一度被認(rèn)為是“垃圾”的DNA里,這些年科學(xué)家們可是挖到不少寶貝。
其中一種就是從這類DNA中轉(zhuǎn)錄出的長鏈非編碼RNA(lncRNA)。雖叫“長鏈”,但它們的長度卻不足以編碼出一個(gè)復(fù)雜的蛋白質(zhì)。它們最獨(dú)特的作用之一,就是跑去結(jié)合其他基因,改變該基因的工作方式。
長鏈非編碼RNA(粉色)能調(diào)節(jié)基因的作用 | genengnews.com
研究發(fā)現(xiàn),一個(gè)叫EZH2的基因的高表達(dá)(即大量合成蛋白)與病毒在人體細(xì)胞內(nèi)順利復(fù)制的過程關(guān)系密切。而今年9月12日,我國華中農(nóng)業(yè)大學(xué)狂犬病研究團(tuán)隊(duì)宣布鑒定出了一種與EZH2基因相關(guān)的lncRNA (簡稱EDAL),能促進(jìn)EZH2蛋白降解,從而抑制狂犬病毒等多種嗜神經(jīng)病毒在神經(jīng)細(xì)胞中的復(fù)制。
雖然天然EDAL的數(shù)量和能力十分有限,卻很有潛力作為藥物研發(fā)的靶點(diǎn),有望在將來像注射疫苗激活免疫系統(tǒng)一樣,主動而有針對性地調(diào)動體內(nèi)的抗病毒機(jī)制。
總而言之,狂犬病毒雖然狡猾,但也絕非不可戰(zhàn)勝。但現(xiàn)階段,疫苗仍是我們在病毒暴露風(fēng)險(xiǎn)下,把握生命主動權(quán)的最有利武器。
參考資料:
1. https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/rabies
2. Sui,B., Chen, D., Liu, W. et al. A novel antiviral lncRNA,EDAL, shields a T309 O-GlcNAcylation site to promote EZH2 lysosomaldegradation. Genome Biol 21, 228 (2020). https://doi.org/10.1186/s13059-020-02150-9
3. http://www.chinacdc.cn/jkzt/crb/zl/kqb/kqbzstd/201809/t20180928_194351.html
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