文/蘇禮偉
這是由投身媒體的理工男小偉寫作的第15篇國際派,新視野閱讀約需5分鐘,前沿共8個。學有趣知識,看1周前沿,上好看又硬派的科技國際派。
潛行者
如果人能夠活80歲,那麼人生就是由250億多一些的秒組成的。在這一秒,與前一秒和後一秒幾乎沒有什麼變化。
然而這一秒,一粒在車廂中懸浮了數秒的病毒進入了呼吸道,與它的其他同伴在鼻毛等屏障前停止腳步不同,它進入了肺泡。
(肺泡顯微圖片)
在病毒的視角看來,肺泡的表面如參天大樹一般遮天蔽日,但是細胞與細胞之間,就如同枝葉與枝葉之間一樣,存在能夠滲透縷縷陽光的縫隙。於是,它踮起腳尖,從細胞與細胞之間的縫隙穿行過去,拿起了自帶的鑰匙,開啟了一個細胞的鎖,輕而易舉地進入了裡面,又把門掩上了。
它坐在了控制台前,操縱著細胞內部工廠的流水線合成了成千上萬個的自己,它們都很脆弱,細胞間巡查的免疫細胞一旦學會了怎麼識別它,它們將無處藏身。不過它們也是幸運的,免疫細胞以前並沒有接觸過它們,它們還有時間。
(合成肽鏈的細胞器核糖體顯微圖片)
細胞層面上的計時,有時候很慢,神經細胞貫穿一生都不會死亡;有時候又很快,病毒吸附細胞並進入細胞內只需要幾十分鐘,而合成一個蛋白質又只需要幾個小時,也許幾個小時以後,病毒就不再是孤零零的一個了,而是成千上萬個,而再過同樣的一個複製周期,也不再是成千上萬個,而是成千上萬乘以成千上萬個的病毒了。這樣的數目,倘若一個一個地數,不知道得花上幾年才能數清。
不過與在人體中的之前無數次的入侵一樣,總有免疫細胞能夠發現入侵者。在去年的同一時候,人體內也發生了一場初期規模類似的戰爭,那是一場普通感冒。起初免疫系統也沒能識別出入侵者,病毒在體內攻城掠地,一時間烽煙四起。
(炎症反應顯微圖片)
而隨後,機體引發了炎症反應,血液更多地流向了發生炎症的組織區域,使得表面組織得到了更多的氧氣和營養物質。而一些纖維蛋白元凝結而成了假膜,掩埋病原體向深部蔓延。
免疫系統也開始行動了,最開始的是一些巡邏兵,它們識別出了病毒表面的特殊結構,層層上報之後,吸引來了更多的士兵。
(T淋巴細胞顯微圖片)
士兵有三種類型,在各處排兵布陣,形成了戰力極強的作戰梯隊。在抗擊病毒的入侵中,主力的是「超級無敵橫衝直闖推塔火焰長槍重騎兵」T淋巴細胞,它能識別並殺死被病毒入侵了的細胞,那是病毒攻下的城池和藏身之處。
輔助的是「堅決果斷百發百中狙擊冰錐重弩騎射手」B淋巴細胞,它是軍隊中百發百中的弓箭手,在識別出抗原之後,它能特異性發射出「弓箭」,讓游離於細胞外的病毒凝集失活。
(抗體藝術圖片)
而打掃戰場的是「胡吃海喝片甲不留掃蕩尖刺盾牌重鎧兵」巨噬細胞,它能夠直接吞噬細胞殘骸,由內置的溶酶體完全消化。而在平時,它可以吞噬衰老的細胞,清除體內的異物。
(巨噬細胞顯微圖片)
而面對入侵,很多時候的瓶頸就在於能否進行識別出潛行的入侵者。
一場事先張揚的入侵
事先演練,讓免疫系統的「士兵」提前準備,是疫苗的原理。世界上第一次運用免疫規律進行預防疾病的作法,或許並不是人們了解了免疫規律後發明出來的,很久以前,就有健康者穿上感染者的衣服進行「辟邪」的做法。
而在1796年,一名英國一聲注意到當地的擠奶女工沒有得過天花,卻生有永久性的牛痘。隨後他得到了啟發,將擠奶工手上收集到的牛痘膿包液塗在8歲的男孩手臂的劃痕上。
隨後那個8歲的男孩對天花病毒產生了免疫力。
(天花病毒感染組織後的顯微圖片)
而在1881年,巴斯德又向綿羊接種了炭疽桿菌,而在幾個星期後,他向整個農場釋放了這種細菌,而所有未接種的動物都死了,接種組的動物卻安然無恙。
(炭疽桿菌顯微圖片)
這樣的一種低強度破壞而使得機體獲得免疫力的做法低成本而有效,在冠狀病毒肆虐以來,疫苗的研發一直處在加急進行當中。而最近,疫苗的開發成功越來越近了。
我國研發疫苗採取了以下五種技術路線:
滅活疫苗:對病毒進行培養,隨後對其進行滅活處理。剩下的死病毒無法具有傳染性和致病性,卻能刺激免疫系統清除病毒成分。
(免疫細胞大戰入侵者顯微圖片)
基因工程重組亞單位疫苗:將保護性抗原基因在原核或真核細胞中表達,並以基因產物—蛋白質或多肽製成疫苗。
(合成蛋白質的細胞器高爾基體顯微圖片)
腺病毒載體疫苗:以腺病毒作為載體,將保護性抗原基因基因進行表達的疫苗。
(腺病毒顯微圖片)
減毒流感病毒載體疫苗:由減毒後的流感病毒作為載體,將保護性抗原基因進行表達的疫苗。
(流感病毒攻擊細胞顯微圖片)
核酸疫苗:包括mRNA疫苗和DNA疫苗。
(RNA顯微圖片)
而目前研發成功的疫苗是腺病毒疫苗,這種腺病毒,它主要進攻的就是免疫系統的「兵營」淋巴腺,而對它進行改造過後,它就能像一輛「馬車」一樣,載著需要預防的病毒的特徵在各個「兵營」中穿行,最終讓機體獲得對病毒的免疫力。
(淋巴管顯微圖片)
一句話前沿
CPRISPR-Cas9基因編輯技術首次直接用於人體實驗治療遺傳性失明症。
(via Nature)
久坐不如深蹲,研究發現蹲著可以加速脂肪燃燒。
(via PNAS)
研究發現海龜可能會被懸浮在水中的塑料所吸引,因為它聞起來像食物。
(via CNET)
蘋果手錶可能會在ios14中加入血氧檢測功能。
(via CNET)
航天技術公司SpaceX簽署協議計劃把遊客和其他人送往國際空間站。
(via CNN)
它自己站起來的,谷歌機器人公司的研究人員成功讓機器人在不依賴模擬試驗的情況下自學行走。
(via Popular Mechanics)
我國學者實現相距1公里的高維量子糾纏分發。
(來源:新華網)
我國首次火星探測任務無線聯試圓滿完成。
(來源:央視新聞)