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自新冠疫情爆發(fā)以來，“病毒”作為一種專業(yè)術(shù)語，迅速進(jìn)入大眾視野，可以說是家喻戶曉、人盡皆知。

那么病毒是什么呢？

按照主流的科學(xué)說法，病毒是亞微觀的寄生性的含有蛋白質(zhì)衣殼的遺傳物質(zhì)顆粒。

簡單說來，病毒不同于人、動物植物等生物，也不同于塑料、金屬等非生物，是一種個體微小，結(jié)構(gòu)簡單，只含一種核酸（DNA或RNA），必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型生物。

科學(xué)家很早就揭示了病毒入侵細(xì)胞的全過程：侵染細(xì)胞——在細(xì)胞內(nèi)增殖——釋放到細(xì)胞外。不同的病毒在具體方式上或存在差異，但總體都有吸附-侵入-脫殼-生物合成-組裝和釋放幾個步驟。

吸附

吸附是決定病毒感染成功與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

病毒表面存在特異性吸附蛋白，這些特異性吸附蛋白一般由衣殼蛋白或包膜病毒包膜上的糖蛋白凸起（也稱為刺突蛋白）充當(dāng)，它們可與細(xì)胞表面受體相互作用，大多數(shù)動物病毒的細(xì)胞受體為鑲嵌在細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中的糖蛋白，也有的為糖脂或寡糖苷。

病毒吸附蛋白與細(xì)胞受體結(jié)合需要一定的溫度條件，以促進(jìn)與酶反應(yīng)相類似的化學(xué)反應(yīng)。有研究表示，在0~37℃內(nèi)溫度越高病毒吸附效率也越高。

圖2 刺突蛋白與受體蛋白結(jié)合

侵入

病毒吸附到細(xì)胞膜表面上后，可以通過多種方式侵入細(xì)胞，較常見的有注射式侵入、細(xì)胞內(nèi)吞、膜融合三種。

注射式侵入：一般為有尾噬菌體的侵入方式，通過尾部收縮將衣殼內(nèi)的DNA基因組注入宿主細(xì)胞內(nèi)；

細(xì)胞內(nèi)吞：動物病毒常見的侵入方式，經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)陷形成吞噬泡，使病毒粒子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中；

膜融合：有包膜病毒侵入過程中病毒包膜與細(xì)胞膜融合。

圖3 注射式侵入	圖4 細(xì)胞內(nèi)吞侵入

脫殼

指病毒核心組分核酸從蛋白質(zhì)衣殼內(nèi)釋放出來的過程。

不同病毒的脫殼方式不一樣，多數(shù)病毒通過宿主細(xì)胞溶酶體酶作用下脫殼釋放出基因組核酸，有包膜的病毒脫殼包括脫包膜和脫衣殼兩個步驟，無包膜病毒只需脫衣殼。

圖5 病毒脫殼

生物合成

病毒基因組（核酸）一旦從衣殼中釋放后，就利用宿主細(xì)胞提供的原料、能量和場所合成核酸和蛋白質(zhì)，期間所需的多數(shù)酶也來自宿主細(xì)胞。

在生物學(xué)上，我們常說病毒具有很高的多樣性，我們可以擬人化地理解為病毒各有各的性格，它們在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行自我復(fù)制的時候，采取的方式差別很大。

有些比較樂于助“宿主”的，不僅不會殺死宿主細(xì)胞，還利用自身攜帶的遺傳信息給宿主提供演化材料，甚至幫著宿主代謝；有些性格比較溫和的，一直跟宿主細(xì)胞相安無事；還有少部分性格比較暴躁的，在細(xì)胞內(nèi)把自己復(fù)制組裝完畢時候，就會把細(xì)胞裂解掉，讓自己釋放得到處都是，然后進(jìn)行下一輪侵染。

在病毒侵染宿主細(xì)胞后的增殖過程中，病毒的數(shù)量并不是隨著時間逐漸上升的，而是階梯式地上升。就如在生物合成階段，胞漿中并無病毒顆粒，這段時間也就是潛伏期。

圖6 生物合成

組裝和釋放

病毒主要成分的核酸與蛋白質(zhì)合成后，需要在細(xì)胞核內(nèi)或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)組裝成核衣殼（核衣殼=核酸+蛋白質(zhì)衣殼）。

絕大多數(shù)DNA病毒在細(xì)胞核內(nèi)組裝，RNA病毒則在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)組裝。

無包膜病毒釋放時通常會將宿主細(xì)胞崩解，釋放出病毒顆粒，宿主細(xì)胞膜遭到劇烈破壞，細(xì)胞迅速死亡。而絕大多數(shù)有包膜病毒通過細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、空泡，或包上細(xì)胞核膜或細(xì)胞膜以出芽方式釋放而成為成熟病毒，在一段時間內(nèi)逐個釋出，對細(xì)胞膜破壞較輕，宿主細(xì)胞死亡慢。

一個感染細(xì)胞一般釋放的病毒數(shù)為100~1000。

圖7 病毒從細(xì)胞中釋放

這就是病毒侵入細(xì)胞實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制的基本過程啦。

圖8 病毒侵入細(xì)胞全流程示意圖