ウイルスと闘っているあなたへ！

この記事は2020年に初めて公開されました

最近、多くの人の免疫システムが

ウイルスとの戦い

「戦況」の理解を助けるためにこの記事を再投稿します

皆様の早い回復をお祈り申し上げます。

私たちの人生

ウイルスと戦う運命

彼らの数は膨大だ

陸と海を越えて

そして私たちが呼吸する空気

一部の科学者は、

海だけでも1,000個以上のウイルス粒子が存在します。

100000000000000000000000000000

それは1×10³¹

（ウイルスの数は微生物学者リタ・プロクターが推定したもの。下の写真の紫色の粒子は中東呼吸器症候群コロナウイルスで、緑色の細胞に付着しており、走査型電子顕微鏡で撮影され、後に着色された。写真は@NIAID提供）

▼

彼らは狡猾に行動する

すべての生物に感染する可能性がある

種の壁を突破できる

人間と動物の間

異種間の伝播

（ジャコウネコ、一部の研究ではSARSコロナウイルスの中間宿主の1つと考えられている、撮影者@邹涛）

▼

彼らは残酷だ

人を死刑にすることができる

人間社会に高い警戒心を呼び起こす

深刻なパニックでも

パニックに陥る人々

ウイルスが彼らにどのような影響を与えるかは分からない

自分の体を知らない

何が変わるのか

この記事でわかること

これらすべて

ラウンド1

ウイルス攻撃

ウイルスは寄生虫である

細胞構造を持たない

人間などの生物に侵入しなければならない

生物の細胞の助けを借りて増殖する

したがって

侵入

いかなる手段による侵略

ウイルスの唯一の標的

(インフルエンザウイルスは細胞内で増殖を終えると、出芽して細胞表面から放出されます。黄緑色がウイルスを表しています。透過型電子顕微鏡画像。写真は@NIAIDより提供)

▼

彼らは歩き回る

自分の体の欠点を見つける

皮膚や粘膜を含む

5つの主要な侵攻方向

まず第一に、あなたの

肌

皮膚は私たちの体を覆っています

外界との広範な接触

しかし、皮膚の最外層は

角質層は死んだ細胞で構成されている

突破するのは非常に困難

ウイルスはほとんどない

ここから侵入できる

(手のひらと足の裏の表皮構造の模式図。体の他の部分の皮膚には透明な層はありません。地図は@赵榜/Planetary Research Instituteより)

▼

しかし

蚊に刺されたり、猫や犬に引っかかれたりしたとき

入れ墨、擦り傷、皮膚潰瘍

不潔な針による注射

表皮の防御ラインに抜け穴を生じさせる

蚊によって伝染するデングウイルスとジカウイルス

狂犬病ウイルスは猫や犬などの動物によって広がる

複数のウイルス

彼らはこの機会を利用するだろう

それで

お肌を大切にしてください

万里の長城を破壊しないでください

(蚊に刺されたところのイラスト、@Zheng Borong/Planetary Research Institute による)

▼

皮膚は浸透できないので

そして同じ露出

目

第二の侵攻方向となった

しかし

眼球を覆うまぶた（結膜）

数秒ごとに

眼球を一度スキャンします

分泌物を使って眼球を洗浄し、異物を取り除きます

ウイルスが目に感染する可能性が低い

しかし、汚染された環境の中には

まだ危害を加える可能性がある

例えば、汚れたプール

あるいは感染した手で目を触ると

あるいは空気中のウイルスが結膜に接触する

（医療従事者がゴーグルやマスクを着用する必要があるのもこのためです。下の写真は湖北省黄石市で写真家@何戈が撮影したものです）

▼

次の第3の侵攻方向

泌尿生殖器

それは簡単ではない

女性の膣を例に挙げると

膣上皮細胞の継続的な剥離

ウイルスの付着を助長しない

そして膣は通常粘液によって保護されている

人体に有益な乳酸菌

私はここに住むことを選ぶ

低pHの酸性環境を作り出す

多くのウイルスは酸性環境に敏感である

撤退しかできない

(ラクトバチルス・アシドフィルス、膣内細菌叢の一種、画像は@Wikimedia commonsより)

▼

膣の防御線を突破するもの

人間の性

性交中

膣上皮の破壊または擦過傷

ウイルスは内層に侵入する機会がある

悪名高い

ヒト免疫不全ウイルス

（HIV、エイズウイルスとも呼ばれる）

摩耗や損傷がなくても

上皮細胞を突き抜ける

喜びの瞬間

困ったもんだ。

(HIV は人間の免疫システムのリンパ球を標的とします。下の写真の黄色い球は、走査型電子顕微鏡で撮影したリンパ球表面の HIV です。画像提供: @VCG)

▼

4番目の侵攻方向は

消化管

ここの環境はウイルスにとって非常に良い

まだ「悪い」

最初に口の中で出会う

唾液は多くのウイルスを殺すことができる

胃に到達すると

すると胃酸と消化酵素に出会うことになる

腸に届くのは難しい

胆汁は彼らをほとんど残さずに殺した

腸内には有益な細菌が数多く存在する

また、ウイルスが都市や領土を征服する難しさも増します。

多層防御とも言える

(消化管の「防御線」の図、@Zheng Borong/Planetary Research Institute による描画)

▼

このような条件下で生存できるウイルス

多くの場合、特別なスキルが必要です

胃腸炎を引き起こすロタウイルス

3層のタンパク質保護シェルを備えています

したがって、

消化管内の「悪い」環境の影響

特に乳児や幼児

腸内細菌叢はまだ完成していない

免疫システムはまだ完全には発達していない

ウイルスが腸に侵入すると

便は下痢を引き起こす可能性が高い

(ロタウイルスの3層のタンパク質殻、@Zhao Bang/Planetary Research Institute による描画)

▼

恥ずかしいのは

大人向け

HIVは消化管からも侵入する可能性がある

しかし「反対方向」から

この方向にはほとんど障害はない

なぜなら彼らはアナルセックスを選んだからです。

アナルセックス中

直腸上皮組織は簡単に裂ける可能性がある

HIVの侵入

ノーマンズランド

これはゲイ人口です

エイズが蔓延する理由に注意する必要がある

(人間の直腸構造の模式図、@Zheng Borong/Planetary Research Institute による描画)

▼

皮膚、目、泌尿生殖器、消化管について話した後

次の第5次侵攻方向

それはウイルスが最も好むものです。

今すぐ

気道

多数のウイルス

ここから侵入を選択

(主な呼吸器ウイルスのイラスト、@郑伯蓉/Planetary Research Institute による)

▼

肺を例に挙げると

人間の肺には約3億個の末端肺胞がある

展開すると、総面積は最大100平方メートルになります

吸入したガスはこの100平方メートルの範囲内にある

完全な接触と交流

ウイルスに感染する確率

大幅に増加

(人間の肺の構造の模式図、@Zheng Borong/Planetary Research Institute による描画)

▼

しかし、呼吸器は無防備というわけではありません。

表面は繊毛で覆われている

粘液の層も包まれている

一部のウイルス粒子は粘液に閉じ込められている

繊毛によって喉に押し込まれる

すぐに飲み込んだ

または咳き込んだ

侵攻の機会を失う

(呼吸器上皮組織構造の模式図、@Zheng Borong/Planetary Research Institute による描画)

▼

皮膚、目、泌尿生殖器

消化管や呼吸器官だけでなく

これらはウイルスの5つの主要な侵入方向です

これらを理解する

もうお分かりだと思いますが

あなたの体はすでにウイルスに感染しています

強力な防御線を構築する

保護に注意を払っている限り

個人の衛生と生活習慣の改善

ウイルスの侵入を防ぐ機会はまだたくさんある

あなたの敵は強力で、陰険で、狡猾です。

しかし、あなたは自分自身を知っています。

敵から身を守る方法がある

(@郑伯蓉/Planetary Research Institute が描いたウイルス侵入の 5 つの主要な方向)

▼

しかし

以前のあなた

おそらくあなたはこれに気づいていなかったでしょう。

暴力的な快楽は暴力的な結末につながる

ウイルスはあなたの体内に侵入した

さあ始めましょう

次世代防衛システム

先天性免疫システム

さあ、獣たちよ。

第2ラウンド

人類の反撃

先天性免疫システム

「生来の」と言われる理由

それは何百万年にも及ぶ人類の進化の産物だからです。

人間のメンバーそれぞれについて

生来の防御システム

このシステムは主に3つの軍隊から構成されている

ウイルスが体内に入ると

攻撃を受けた細胞はすぐに「警報」を鳴らす

その後

「治安部隊」が現場に現れた

今すぐ

インターフェロン警告システム

インターフェロンはシグナル伝達タンパク質である

感染細胞内で生成される

細胞の合成機能を阻害する可能性がある

ウイルスが自己複製するのを防ぐ

(下の写真は牛痘ウイルスに感染した細胞です。青い蛍光でマークされた円は宿主細胞の核で、核の隣の青い領域はウイルスが複製して組み立てられる「ウイルス工場」です。写真は @VCG より引用)

▼

一方で

細胞表面へも輸送されます。

周囲の細胞に警告を送る

「侵略される可能性があります」

「いつでも合成機能をOFFにできるように準備しておいてください」

「ウイルスに悪用されないように」

同時に

第二軍

本当の「攻撃部隊」も動き始めた

今すぐ

マクロファージ

名前の通り

ウイルスなどの有害物質を「飲み込む」役割を担う細胞

(人体の主な食細胞の模式図、@赵榜/Planetary Research Institute による描画)

▼

で

マクロファージ

食細胞ファミリーの中では大食いです。

彼らは通常

「歩き回って時々食べる」という「休息」状態

しかし、ウイルスが現れると

マクロファージは感電したかのように活性化する

侵入者を食い尽くす

（マクロファージが細菌を飲み込んでいる様子、走査型電子顕微鏡画像、写真は@NIAIDより）

▼

侵入者が多すぎる場合

マクロファージは他の食細胞も動員する

助けに来て

好中球

それは最大の力である

成人の好中球

総力は200億に達する可能性がある

(病原体は好中球細胞外トラップによって捕捉される、走査型電子顕微鏡画像、画像は@NIAIDより)

▼

「早期警戒部隊」と「攻撃部隊」に加えて

多くのウイルスは表面に「グリップ」がないことを考慮すると

貪食細胞による貪食を助長しない

先天性免疫システムは注意深く組織化されている

第三軍

補助的な支援を担う「支援部隊」

今すぐ

補体系

補体系の補体タンパク質が大量に動員される

侵入者の表面にくっつく

いくつかの「修正」の後

マクロファージ、好中球

ウイルスを飲み込む方が簡単だ

（補体の調節役割の模式図、@赵榜/Planetary Research Institute による描画）

▼

しかし

これらのアシストを過小評価しないでください。

多くの場合、彼らは直接行動を起こすだろう

ウイルスの表面に穴を開けることで

ウイルスを分解させる

それは「生きたまま引き裂く」とも言える

警備部隊、攻撃部隊、支援部隊

3つの軍隊は緊密に連携している

ウイルスは大きな損失をもたらした

しかし、この瞬間にあなたは

かなり不満です

あなたの神経系

体温を上げ始める

体温の上昇は再び免疫細胞を活性化させる

感染地域への移住

この現象は

熱

（黒龍江省大慶市の発熱外来、写真家@王理达）

▼

戦場に援軍を送る

血管が拡張し、血流が増加します

毛細血管のうっ血

肌が赤くなる

赤い斑点さえも

血管透過性の増加

血管内の細胞と体液

周囲の組織に浸透しやすくなる

組織の腫れを引き起こす

鼻が腫れている場合

息苦しさを感じるでしょう

鼻の血管から液体が漏れる

また鼻水が出る

戦闘で死んだ細胞

膿になる

（鼻水は一般の人々によく見られる症状です。下の写真は、2018年ロシアワールドカップのグループ戦でブラジルのチッチ監督が鼻をかんでいるところです。写真は@VCGより）

▼

その他の化学物質

神経終末を刺激する

筋肉痛を引き起こす

赤み、熱、腫れ、痛み

上記の反応はすべて

炎症反応

それはあなたの体が侵入者と戦う方法です

炎症に悩まされているとき

勝利が見えてきたようだ

しかし、悪魔は常に美徳よりも強いのです。

ウイルスは戦いのスキルを絶えず向上させている

免疫システムとの戦い

含む

驚くべき速度で複製

世界で唯一負けない格闘技はスピードだ

インフルエンザウイルスとライノウイルスは6～7時間以内に

細胞内

数千部

(インフルエンザAウイルスのH1N1亜型は、1918年の「スペイン風邪」を引き起こし、5000万人以上が死亡した。画像は@VCGより)

▼

アデノウイルスは細胞内に存在し

最大10万個のウイルス粒子を生成する

ほとんどのウイルスよりも10～100倍強力

「インフラマニア」とも言える

先天性免疫システムでさえ

多くのウイルスが排除されました

しかし、ウイルスは犠牲者を気にしない

彼らはクラスタリングの利点を持つ熱狂的なファンです

(アデノウイルスは正二十面体構造をしています。画像は@VCGより)

▼

ウイルスもある

他人があなたに接するのと同じように他人にも接しなさい。

彼らはインターフェロンの生産を妨害する方法を発見した

麻疹ウイルス、ロタウイルスなど

(ロタウイルスは外殻に多数の突起がある。画像は @VCG より)

▼

結論は

これは非人道的な侵略です。

ウイルスの戦略

残酷でありながら合理的でもある

幸いなことに

困ったとき

数人の「偵察兵」があなたの体の武器庫に静かにやって来た

隠された防御システム

目覚めた

聞く！

これは適応免疫システムの咆哮です！

第3ラウンド

決戦

先天性免疫システムは驚くべき「広範囲」の免疫力を持っている。

その動作方法は

「同じ武器を使って異なるウイルスから身を守る」

ほとんどの侵入者を排除できるが

しかし、特別で珍しい

そして「有能で大胆」な冷酷なキャラクター

無力のようだ

適応免疫システム

戦略の変更

「さまざまなウイルスから身を守るために、さまざまな武器を使用する」

さあ、殴って

あなたの肉体

それはとても強力です

(2つの主要な免疫システムの特徴を示すイラスト、@Zheng Borong/Planetary Research Institute による)

▼

2つの特殊部隊から構成される

しかし、致死率が高すぎるため

気をつけないと怪我をするかもしれない

組織損傷を引き起こし、生命を危険にさらすこともある

したがって、この 2 つの部隊の配備には証明書が必要です。

それで、資格情報はどこから来るのでしょうか?

前述の「スカウト」

証明書を取得する作業

少数のマクロファージ、樹状細胞などから構成されています。

前線の戦場で侵略者の一部を「解体」した後

速やかに戦場から撤退する

侵入者の体の一部を奪う

適応免疫システムへの到達

これが証拠だ

(食細胞はウイルスタンパク質を複数の T 細胞に送達しています。このプロセスは「抗原提示」と呼ばれます。食細胞は中央にあります。写真は @VCG から引用)

▼

証明書を受け取った最初の特殊部隊

T細胞

侵入者の遺体を直ちに検査する

T細胞は胸腺で成熟する

胸腺の頭文字にちなんで名付けられました

私たちの体の中で

300億のT細胞特殊部隊が

彼らは異なるスキルを持っている

特定のウイルスを標的とした殺傷

(感染細胞を攻撃する T 細胞の概念図、灰色は T 細胞、写真は @NIAID より)

▼

比較後

ウイルスに対して最も効果的なT細胞が選ばれる

特殊部隊生産工場はすぐに稼働を開始した

このT細胞をプロトタイプとして使う

新たな特殊部隊の大量生産

キラーT細胞

（細胞傷害性Tリンパ球、CTL）

キラーT細胞が動員される

感染した部位の細胞を一つずつスキャンする

ウイルスに侵された細胞を見つけようとする

そして彼らを殺す

(3 つのキラー T 細胞が中央の癌細胞を「包囲」しています。青いマークは細胞核、赤いマークはキラー化学物質を含む小胞で、これは「死のキス」のようなものです。ウイルスに感染した細胞を攻撃する場合も同様です。写真は @NIAID から提供)

▼

現時点では

ウイルスに侵略された細胞も正義を理解する

表面にタンパク質を放出する

キラーT細胞を呼び出す

「私を撃って」

それから

キラーT細胞は酵素を放出する

侵入した細胞への注入

つまり後者を「毒する」

あるいは後者が「自殺プログラム」を始めるのを手伝う

細胞内のウイルスとともに死ぬ

アポトーシス

(キラーT細胞の作動原理のスケッチ、@赵榜/Planetary Research Institute による描画)

▼

次

食細胞は死ぬ

一緒にウイルスを飲み込む

清潔で痕跡がない

感染した細胞を除去する

しかし、細胞の外にはまだ多くのウイルス粒子が残っている。

こういうときこそ、第2の特殊部隊が必要になるのです。

B細胞

現れた

骨髄で成熟します。

骨髄の英語アルファベットの最初の文字にちなんで名付けられました

私たちの体の中で

30億のB細胞特殊部隊

さまざまなウイルスをターゲットにする

さまざまなスキルを身につける

(下の写真のピンク色の部分は走査型電子顕微鏡で撮影した B 細胞です。写真は @VCG より提供)

▼

B細胞が証明書を取得して比較すると

特定のウイルスを殺すのに最も効果的な特定のB細胞が選択される

特殊部隊生産工場が再開

しかし今回は工場でクローン化された細胞

戦場に直接突入することはもうない

代わりに、自分自身を生産機械に変えてください

特定のウイルスを標的とするタンパク質の生産

抗体

(B 細胞は形質細胞に分化し、大量の抗体を産生し始めます。抗体は写真の小さな Y 字型の粒子です。概念図。画像は @VCG より)

▼

抗体はウイルスの表面に結合することができる

ウイルスが細胞に侵入する能力を失わせる

タグウイルスの補完にも役立つ

貪食細胞の取り込みを促進する

胎盤を通しても

胎児に入る

脆弱な新生児の保護

見える

抗体

ウイルスは基本的に死滅しています。

（抗体が大量にウイルスの表面に付着し、感染不能になる、概念図、画像は@VCGより）

▼

抗体の作用により

細胞外のウイルス粒子は最終的に除去された

今

細胞の内外の平和と静けさ

あなたの体は正常に戻りました。

しかし、まだ終わっていない

一部のB細胞とT細胞はすでに雨の日に備えている

抗体やキラーT細胞を生成しなくなる

代わりに、対応する「ファイル」を保持します

メモリーB細胞とメモリーT細胞の場合

彼らと一緒に

私たちの体が再び同じウイルスに遭遇すると

対応する抗体とキラーT細胞がすぐに生成される

感染にほとんど気づかない初期段階では

ウイルスを除去する

これは、特定のウイルスに感染した場合にも当てはまります。

二度と感染しない理由

(同じウイルスに直面した場合、記憶 B 細胞は大量の抗体を迅速に生成できます。下の図は概念図で、上部に B 細胞、下部にウイルスがあります。画像は @VCG から引用)

▼

これまでのところ

もうご存知だと思いますが

皮膚などの物理的な障壁

自然免疫システム、獲得免疫システム

それは人体の3層の防御システムを構成します

さらにメモリセルの「アーカイブ」

人間の体がウイルスの攻撃を受けるたびに

免疫システムが強化されるかもしれない

諺にあるように

「死ななければ強くなる」

このメカニズムは

人類は何百万年もの間

ウイルス攻撃の大部分から

生き残る

これが人体の力です。

(人体の三層防御システムの模式図、@Zheng Borong/Planetary Research Institute による描画)

▼

しかし

このようなシステムには明らかなバグもある

今すぐ

時間

適応免疫システムは強力であるが

しかし、通常は1週間かそれ以上かかります

十分な抗体とキラーT細胞を生成するために

これによりウイルスは

彼らはしばしば

適応免疫システムが活性化される前に

攻撃は完了しました

私たちの体には対応する記憶細胞は形成されていない

ウイルスは同じ人に複数回感染する可能性がある

(T 細胞は適応免疫システムの「特殊部隊」、黄色は血小板、写真は @VCG より)

▼

さらに

野生動物の生息地への人間の進出

これまで人間とほとんど接触のなかった動物

お問い合わせ

新型ウイルス

これらの野生動物から

人間に飛びつき続ける

私たちの免疫システムは圧倒されている

例えば

世界で最も恐ろしいウイルスの一つ

エボラウイルスの死亡率は50%を超える

フルーツコウモリから人間に感染した可能性がある。

(ザンビア、カサンカ国立公園のフルーツコウモリ、写真は@VCGより)

▼

HIVはよく知られている

1型ウイルスはチンパンジーから人間に感染した

それが特定されてからまだ数十年しか経っていない

7500万人が感染

今日

世界の200人に1人未満

ウイルスを保有する人は1人

HIVは遺伝子を伝達することができる

ヒトゲノムに組み込まれる

そして人間の免疫システムを乗っ取る

これにより、ウイルスを排除することが非常に困難になります。

(アフリカのリベリアのチンパンジー、写真は@VCGより)

▼

さらに深刻なのは

既存のウイルスは遺伝子変異、組み換え、再集合を起こす

また常に

進化

ウイルスの世界についてはまだ十分にわかっていない

免疫システムについてわかっていること

それは十分ではない

「高いところまで登って遠くを眺めたときだけ、世界がいかに広大であるかがわかるのです。

「宇宙の広大さの中に身を置くと、自分の体がいかに小さいかが分かるでしょう。」

まだ道のりは長い

科学をやろう！さあ人類よ！

ウイルスの攻撃で

どうか私たちを強くしてください

（写真提供：鄭博容/惑星研究所）

▼

この記事は

執筆者: 監督

編集者：ジェン氏

デザイン: Zheng Borong、Zhao Bang、Wang Shenwen

写真: 謝宇漢、任冰旭

レビュアー: Fengzi

専門家レビュー: Lv Xiang、Li Lei、Dong Dong

【参考文献】

1. ローレン・ソンパイラック『ウイルス学の概要』北京大学医学出版、2016年

2. SJ Flint他著「ウイルス学の原理」化学産業出版、2014年

3. 周徳清『微生物学教科書』高等教育出版社、2011年

4. ローレン・ソンパイラック『免疫学の概要』北京大学医学出版、2016年