SARS-CoV-2 会产生毒素吗?

SARS-CoV-2 不会分泌经典意义上的毒素,但它的一些蛋白质能直接损伤细胞,其中刺突蛋白与毒性有关。

直接答案

不是通常意义上的毒素。SARS-CoV-2 不像某些细菌那样制造经典的分泌型毒素。但特定的病毒蛋白本身就可能有害:刺突蛋白被认为本身就具有毒性[1],而一种病毒蛋白 NSP11 会形成团块,对实验室培养的哺乳动物细胞有毒性[2]。所以,诚实的回答是:这种病毒携带的是能损伤细胞的蛋白质,而不是释放一种单独的毒物。

3篇文献引用

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病毒带的是有害蛋白,不是一瓶毒药

当人们问病毒是否“产生毒素”时,通常想到的是细菌毒素那样的东西:微生物制造并释放出来伤害宿主的一种物质。就这些证据而言,SARS-CoV-2 并不是这样被描述的。这些论文指出的是另一回事:病毒自身蛋白质机器的某些部分可能造成损伤。刺突蛋白是病毒表面用来抓住细胞的那部分,文献专门讨论了它的毒性[1]。这是病毒构件本身的一种性质,而不是一种单独分泌的毒物。

最清楚的直接证明来自关于蛋白质聚集的实验室研究。研究人员发现,几种新冠病毒蛋白能组装成淀粉样聚集体,也就是有规则结构的黏性蛋白团块[2]。其中,病毒蛋白NSP11的聚集体对培养中的哺乳动物细胞有毒性[2]。这是一个真实测量到的毒性效应,但它是在培养皿里的细胞中显示的,不是在患者身上,所以它告诉我们这种可能性存在,而不是它在实际感染中有多重要。

刺突蛋白为何备受关注

刺突蛋白是病毒最暴露、研究最多的组成部分,也是大多数疫苗的靶点。一篇综述讨论了德尔塔和拉姆达变异株,在讨论这些变异株传染性增强和病情加重的同时,也讨论了刺突蛋白的毒性[1]。同一篇综述指出,这些变异株在刺突蛋白和其他非结构蛋白上携带的变化比原始武汉毒株更多,而拉姆达在刺突蛋白的一部分中既有替换又有缺失,这帮助它部分逃逸接种过疫苗者的中和抗体[1]。

重要的细微之处在于,这篇综述是对该领域研究的总结,不是一项新实验,它把刺突蛋白毒性放在变异株行为的更大图景中来看。因此,它支持刺突蛋白是可能伤害来源的想法,但本身并不能证明刺突蛋白毒性就是患者重症的驱动因素。变异株突变、毒性增强与更差结局之间的联系,是作为一种正在讨论的解释提出的,而不是已经确定的机制[1]。

别把病毒蛋白和外来毒素混为一谈

还有一条关于毒素与新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的研究线索很容易被误读。一篇综述考察了毒素、类毒素和毒液在新型冠状病毒肺炎病理生理中的作用[3]。粗心读来,这听起来像是严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)会产生毒素的证据。其实不是。那篇论文讲的是来自其他来源的天然有毒物质及其可能的药理或疾病相关作用,而不是病毒自己制造毒素[3]。

把这两者区分开,对读者真正要问的问题很重要。病毒相关毒性效应最强的直接证据,是细胞培养中发现 NSP11 聚集体伤害哺乳动物细胞[2]。刺突蛋白的毒性则被作为加重病情的一个因素来讨论[1]。这两者都不等于说病毒分泌毒素,而那篇关于毒素和毒液的综述并不改变这一点[3]。

想弄明白这件事,可以这样理解

实用的结论是:“毒素”这个框架不对,但也不是毫无意义。SARS-CoV-2 主要通过感染以及它引发的免疫反应伤害身体,而它的一些蛋白质似乎在此基础上又增加了直接损伤。刺突蛋白是直接毒性证据最充分的候选者[1],而 NSP11 聚集体是病毒蛋白伤害细胞最清楚的实验室证明[2]。

真正还没有答案的是,这些蛋白质层面的效应在真实人群中对疾病有多大贡献。NSP11 的结果来自培养细胞[2],而关于刺突蛋白毒性的讨论来自一篇变异株综述,而不是对照临床研究[1]。这些论文本身也指出,还需要更多工作来研究病毒蛋白聚集是否在蛋白质错误折叠相关疾病和其他人类疾病过程中起作用[2]。所以,公允的总结是:这种病毒携带可能具有毒性的蛋白质,但称它为毒素制造者,夸大了实际已经证明的东西。

本文引用的文献

1

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型德尔塔和拉姆达变异株的严重性、致病性与传播性、刺突蛋白毒性及未来预防2019冠状病毒病的可能性

一篇综述讨论了德尔塔和拉姆达变异株,涉及新型冠状病毒刺突蛋白的毒性,并将变异株突变与传染性增强、致病性增强和部分免疫逃逸联系起来。

2

严重急性呼吸综合征冠状病毒和严重急性呼吸综合征冠状病毒2蛋白质组中的淀粉样蛋白

几种严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)蛋白在体外形成淀粉样聚集体,且SARS-CoV-2 NSP11聚集体被证明对哺乳动物细胞培养物有毒性。

3

利用天然有毒代谢物应对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)

一篇综述考察了毒素、类毒素和毒液在新型冠状病毒肺炎病理生理中的作用,重点在于外源性有毒物质,而不是病毒制造的毒素。