《COVID-19》怎麼會這麼嚴重? 病原體、病毒結構、發病途徑: 肺、心、內皮細胞以及其他器官的直接、急性的損傷 (專業閱讀)
截至 2020 年10 月 16日，新冠肺炎 (COVID-19) 在全球已造成超過 3900 萬人確診、1010萬人死亡。目前死亡率雖然略降至 2.82%，然而近日卻在美洲、南亞與中東等地區不斷傳出新案例。顯見如同先前所預測：夏季高溫並不會使此疾病銷聲匿跡，而防疫鬆懈的結果將可能是疫情的反撲。
自 2019 年 11 月正式確認首起病例至今，人類對於此病原體、疾病特性等，儘管仍有許多未明之處，但亦已經累積許多知識。此處，我們將以一系列的文章，為讀者統整目前的資訊，包括：病原體、疾病臨床表現、傳播路徑、檢測與診斷、管理、預防，以及治療相關訊息等。
引發新冠肺炎的病原體
1. 引發新冠肺炎的病原體 ─ 嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒 2 (SARS-CoV-2) 為一種具有外套膜的單股正義 RNA 病毒，隸屬於冠狀病毒屬。
2. 同病毒屬中，有些冠狀病毒在人類間常造成一般感冒 (例如 HCoV-OC43 與 HCoV-HKU1) 或腸胃道感染，僅有 3 種會導致人類嚴重疾病：
(1) 嚴重急性呼吸道疾病冠狀病毒 (SARS-CoV)：在中國南部果子狸身上發現，2002-2003 年間引發 8,096 感染、774 人死亡。
(2) 中東呼吸綜合症冠狀病毒 (MERS-CoV)：2012年在沙特阿拉伯從單峰駱駝中出現，造成 1,342 人感染、513 人死亡。
(3) 本次的新冠肺炎 SARS-CoV-2：其基因組與在中國境內蝙蝠中發現的蝙蝠冠狀病毒 RaTG13 同源性高達 96.2%；亦有陰謀論者認為該病毒是由實驗室外洩的合成/改造病毒。目前對於此病毒的起源研究仍在持續進行中，若來源確實為蝙蝠，則未知病毒是直接由蝙蝠傳人、或是透過未知的中間宿主傳播。
3. 病毒結構：
SARS-CoV-2 的病毒顆粒直徑約為 125 nm，其基因組大小約為 26-32 kb，是所有 RNA 病毒中最大的一種。其病毒顆粒上具有 4 種結構性蛋白質：
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結構性蛋白質 |
位置 |
功能/特點 |
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棘蛋白 (S) |
外套膜上 |
1.棍棒狀，在電子顯微鏡下使該病毒呈現皇冠狀外觀 (該類病毒因而得名) 2. 負責與受體結合並與宿主細胞膜融合 3. 最常被用做為檢測試劑中的目標物 |
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膜蛋白 (M) |
外套膜上 |
與病毒組裝有關 |
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外套膜蛋白 (E) |
外套膜上 |
功能不明，但可能與病毒顆粒釋放有關 |
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核蛋白鞘蛋白 (N) |
核蛋白鞘上 |
1. 可調節 RNA 合成 2. S 蛋白之外，第二常被做為檢測目標者 |
4. 細胞上的病毒受體
(1) SARS-CoV-2 以其棘蛋白為「鑰匙」，開啟人類細胞上血管緊張素轉換酶2 (ACE2) 這個「鎖頭」，打開進入細胞的大門。此受體主要表現於肺的 II 型肺泡細胞中，另外在腸、腎臟與血管的上皮細胞中亦有表現。
(2) 病毒的棘蛋白在宿主的絲胺酸蛋白酶 TMPRSS2 與 CatB/L 蛋白酶的輔助下、利用細胞內噬作用 (endocytosis) 入侵宿主細胞。[相關閱讀：決戰境外！COVID-19 治療新希望 (之二)：抑制蛋白水解酶，有效阻斷病毒入侵 ]
(3) SARS-CoV-2 會影響 ACE2 在細胞表面上的的表現量，以下列方式促進發病：
• 病毒與受體結合、利用該受體進入細胞的過程中，會導致細胞表面的 ACE2 減少、可用性降低。由於 ACE2 是腎素-血管收縮素-醛固酮系統 (RAAS) 的負調節者，因此 ACE2 的減少將直接影響心血管功能。
• 細胞表面的 ACE2 減少，誘使 ADAM17 基因表達，導致腫瘤壞死因子α (TNFα)、白血球介素4 (IL-4) 與乾擾素γ (IFNγ) 等細胞因子釋放，促使發炎反應增強、最中導致細胞因子風暴。
• 增量表現的 ADAM-17 還會回頭促使 ACE2 受體的裂解，造成惡性循環。
• SARS-CoV-2 對 ACE2 的親和力導致對肺臟、心臟、內皮細胞以及其他相關器官的直接、急性的損傷。
(4) 根據研究顯示，使用 ACE 抑制劑或血管緊張素 II 受體阻滯劑 (ARB) 會顯著提升 ACE2 的表現量；而 ACE2 的大量表現與某些慢性病 (尤其是心血管疾病) 有關，也與嚴重的新冠肺炎病例相關。不過，美國心臟病學會指出，目前尚無數據顯示「ACE 抑制劑和 ARB 的使用會增加新冠肺炎的感染風險」，因此原本已在用藥的患者應持續用藥；當然，相關研究調查仍會持續進行。
延伸閱讀: 《COVID-19》發病的臨床表現: 無呼吸道症狀、輕重患者以及引起併發症的風險因素 (閱讀)
資料來源：Lecturio Medical Education、新聞、疾管署、紐約州政府
