宁夏科普专家优秀讲座报告文集：日常生活中的生物学（上）-

编辑：康艳审核：杨鹏斌

( 主讲人：薛頔，美国北卡莱罗纳州立大学，生物信息学博士。美国弗吉尼亚联邦大学博士后。现任宁夏大学副教授，硕士研究生导师。兼任美国北卡莱罗纳州立大学客座教授。迄今为止，主持国家及自治区重点项目 7 项、共计 200 万元及 40 万美元科研经费。发表 SCI 收录学术论文 12 篇，总影响因子 50 余分，Research gate 引用 170 余次。获授权国家发明专利 8 项。2016 年回国，同年获得中组部“西部青年学者”、教育部 “春晖计划人才”和自治区 “托举人才”称号 3 项。)

我先简单的介绍一下我自己，我是来自于宁夏大学生命科学院的薛迪教授，我的主攻方向是生物学，现具体讲授的学科是免疫学、生物信息学和微生物学。

今天非常荣幸能够跟大家分享这样一个简单的讲座或者一个学术交流。今天主要的内容是跟大家简单的讲讲，就是我们的科学一般是在做什么？我们大学或者研究生或者博士成天在做科研，科研到底是什么？科研是否离我们生活非常远？其实就是简单的跟大家讲一下我们如何用科学的知识、方法或者科学的理念去理解身边的事情。其实我们身边的每一件小事都是跟我们科学是息息相关的，并且都能够用我们的科学去解释的。今天我们主要跟大家聊聊如何用免疫学去理解我们身边的这些小事情。以下与大家分享三个方面内容。

第一个方面：从科学的角度去解释一些我们日常生活中遇到的小问题。从我的角度来讲，主要是跟大家聊一聊如何去用生物学更科学的角度去看待我们生活中遇到的一些非常微小的事情。第二个就是：给大家设计一个非常简单的实验，我们都知道比方最近疫情，大家不是都再做核酸吗？核酸其实就是我们的 DNA。核酸——到底核酸是什么样子？我们简单的给大家设计了一个小实验，大家利用手头的家里常见的东西，就可以把水果的 DNA 提取出来。这是一个在家里就能做得非常有意思的一个什么高级的仪器或者其他的，实际就是每个小朋友在家都能玩。最后跟大家讲一讲免医学的一些前沿，相对较前沿的一些发展和进展。今天下午主要就是想从这 3 个方面跟大家简单的聊一聊。讲到生物学，其实目前来跟我们讲，目前对我们来讲，跟我们生活中最息息相关的就是一个新冠肺炎了。新冠肺炎大概从2019 年爆发，一直到现在席卷全球。

到底什么是新冠肺炎？新冠肺炎是什么引起的？我们简单的回顾一下新冠的发生的过程，及在新冠防护当中我们需要一些注意的方向。新冠肺炎或者叫新冠病毒。为什么叫新冠肺炎或者新冠病毒，是因为我们在讲病毒的时候，它会根据病毒的形态来命名。冠状病毒就是讲的像我们图片当中圆形外表的粉色的小凸起，它有点像王冠，所以我们把表面凸起这种特殊结构，命名为叫冠状病毒。所有的戴王冠的病毒，我们都把它叫做冠状病毒。现实中有多形状的病毒比方氮状病毒，正十二面体病毒都有叫做新型冠状病毒，只是我们在发现的过程中它叫新，所以我们把它称之为新型冠状病毒，所以大家知道冠状病毒的概念，其实我们看到的图片其实就是一个冠状病毒的真实的三维形态。由冠状病毒引起的肺炎，我们自然就把它称之为新冠肺炎。所以这个是我们新冠病毒的来源、命名及新冠肺炎的名称的一个来源。我们知道新冠病毒好了，我知道有新冠病毒。新冠病毒到底为什么会让人生病？它是通过怎样的方式导致人生病的？我们都知道像一般大家在预防的时候都要戴口罩，人与人保持一个距离。因为新冠病毒它是通过空气或者黏膜就传播的，其实这个病毒它本身并不会造成人得病或者死亡。但是这个病毒会引起我们人体产生炎症。由于人体产生炎症的时候，机体会有红肿痛，红肿痛的时候就会造成机体在肺部产生大量的肺积水，让肺部充满液体，这样就会造成我们人体的呼吸损伤，当严重的时候就会造成浑身多发性的大面积炎症。

过度炎症及器官衰竭。通过这样的方式导致人，轻症重症，甚至于死亡，这个是我们新冠病毒导致人生病的一个肌理，换句话新冠病毒它本身病不会导致人生病和死亡，它激活我们免疫，造成的炎症会造成我们的死亡。这样讲其实就是对于在新冠治疗过程当中，其实我们比方抑制病毒的复制，其实意义并不大。我们常规的做法就是抑制我们机体产生的炎症的强度，通过降低机体产生炎症的强度，我们就能够缓解新冠所带来的一个症状。所以像我们一般在治疗的时候，基本都是使用激素类降低我们机体的炎症。这要跟大家再强调一下，既然新冠病毒它本身不造成我们机体的损伤，它是通过炎症反应，其实在这点就有一个间接的一个解释，就是我们免疫力如果越强，我们新，我们感染新冠以后造成的损伤就会越强。因为我们机体越强，在被感染以后，我们产生的免疫反应就会越强，我们产生的炎症因子也会越强。所以当一个人免疫力越强的时候，他感染新冠，他的症状会越明显，在这个过程当中。

所以在之后我们这一次在新冠过程中，青壮年的时候，尤其是 20 到 30 岁的时候，年龄阶段感染新冠的时候更要注意，在这个阶段你的免疫力是最强的，所以你产生了炎症反应也会也是最强，所以在这个阶段你的重症及轻症的几率要会比别人大很多的。所以这个是一个新冠我们导致人生病的机理。

我们已经明白了这个新冠他到底是怎么发现的，是怎么命名的，又明白了他是导致致人生病的一个机理。我们再简单的从科学角度回顾一下这个新冠的发生。我们是从科学的角度去，从科学原理去讲一下新冠它到底是怎么发生的，怎么传播的，怎么造成现在这么大的一个范围的传播，并且无法控制的一个现象。首先讲新冠感染，我们要知道新冠病毒它到底是通过什么方式感染机体的，我们明白了他通过什么方式去感染机体，对我们才能做到一个更好的防治。我们讲的首先这个病毒说我们大家知道在看微生物的时候，病毒感染细胞，它一定要接触到细胞，接受到细胞的时候，就像我去开锁子一样，需要有一个锁和一个钥匙。如果我们把新冠病毒想象成一个钥匙，细胞就我们机体的细胞锁子。新冠病毒如果想打开细胞锁，我们一定要有一个，是我们在生物学当中讲一个受体的概念，当然大家用不着解的这么细。大家知道的新冠病毒首先会感染我们细胞当中的粘膜，大家可能对黏膜可能也没有一个准确的理解，但大家想一下黏膜我们机分泌气体表面哪些地方会分泌粘液？

比方我说我们的呼吸道，我们的消化道，然后呼吸道的。讲讲鼻子、鼻腔、气管、支气管、肺消化道，就那么简单的是，我们打比方小朋友的嘴里面，口腔里面，咽喉里面都是覆盖了大量的粘液。证明覆盖了大量的粘液，它也是能够容易被新冠病毒所攻击的，另外一个我们忽略的一个地方就是我们的眼睛上面，我们的眼皮和眼睛上面也覆盖了大量的粘液，它是粘膜系统的一部分，所以在新冠最开始的，在最开始的时候，我们通过生物学的理解。

应该是能够结合有粘液的地方。所以我们是哪些地方有粘液，所以我们的口腔、呼吸，消化道一眼睛都是可以和新冠病毒结合的。

当新冠病毒相应的感染了，是我们的呼吸道，甚至于口腔，甚至于新冠病毒飞进我们眼睛里面那么多，会导致我们的新冠病毒钥匙打开了，我们细胞的锁就会发生感染。当第一个病人发生以后，一个新冠病毒，我们就会把比如有一个病人，他感染了新冠病毒了，那么这个病人就会瞬间的变成一个病毒的培养机，它会变成一个病毒的生成器，在它体内就会生成千上万个病毒的颗粒。这个病毒的颗粒从最开始的可能这个病毒先落在你的眼睛的筋膜上面，进而发展进入气管，支气管，最终引发肺炎。当引发肺炎的时候，其实表明这个病人在体内已经积累了大量的新冠的病毒。在这个时候，如果这个病人在打喷嚏时，就会把体内这些病毒全部通过咳嗽传播到空气当中，那么传播到空气当中。就会跟这些被污染的空气人发生结合。如果一个新冠病人，他打喷嚏，刚好在近距离有另外一个没有去感染的人，它通过呼吸道传播到空气当中，病毒它就会被感染。这是一种方式。另外一种方式，有可能比方新冠病人咳嗽了，他用手挡了一下，新冠病毒就会粘贴在他新冠病人的手上。假如他去摸其他东西，比方他摸了一下桌面好了，刚好另外一个正常人也去摸到这样一个桌面。结果正常人摸完桌面之后，可能又在摸摸自己的脸，或者又揉眼睛，这样大概率就会引起周围人的感染。像一般刚举的例子，摸摸两个人，同时摸一个桌面几率比较低。但是大家可以想一下，如果大家要是同样坐了公交车，大家都在坐公交车，其中有一个新冠病人，他咳嗽完之后，右手摸了我公交车的扶手扶环，再有其他人摸扶手，扶同样的扶手的话，就有被感染的风险。所以新冠病人通过是空气的飞沫，再还一个黏膜咳嗽出来。这些黏液飞沫粘膜感染，这样就可以去感染周围人，导致一个新冠病人的新冠病毒大量的传播。我们回顾一下咱们国家 19 年发生的这件事情。最早的一个病例是 19 年 12 月 8 号，来自南华海鲜市场的病人，持续 7 天发烧咳嗽，并且入院五天之后没有去过海鲜市场的妻子也因为不明原因得肺炎，肺炎入院。到 2020 年 1 月1 号，南华海鲜市场关闭，到 10 月 2 号的时候，已经有 41 名新冠肺炎病毒确诊了。

其实大家注意一下，其实这儿讲的是什么？最开始我们传播的是由于南华海鲜市场爆发了新冠病毒，导致了南海海鲜市场的病人得了新冠入院。最关键的是我们大家看一下，5 天以后，他没有去过海鲜市场的妻子也因为不明原因的肺炎入院了。其实在 2019 年 12 月份的这个时候就告诉了大家。当时的新冠病人，他就已经有了人传人的证明，因为西南花海鲜市场病人。如果没有。新冠病毒没有人传人的证据，西南花海鲜市场这个病人妻子他不会感染肺炎，只能是海鲜传

染。救人的话，因为海鲜市场妻子没有去过海鲜市场，所以他不可能接触到病源，所以这个证据就证明了，其实在爆发的第 5 天，其实就证明了新冠病毒是可以救人传人的。南方海鲜市场病人的妻子就是通过南方海鲜市场病人传播的，直到次年的 1 月 2 号，大概将近一个月以后，南华海鲜市场才关闭，病例才确定。大概在 19 年的时候，我觉得大家应该都有印象，在春节的时候，我们疫情就已经开始爆发了，所以在肺炎感染的初期，我们就发现，这确诊了 41 例病例当中，有 14 个人都没去过南环海监市场。其实说明了我们新冠病毒当时就已经有了人穿传人的现象，但是我们当时都没有注意到。我们再看一下为什么仅仅这一个月就会从一个人传播到仅仅一个小市场，就传播到 41 个人的确诊。我们看一下。其实我们每个人大家都会打喷嚏和咳嗽。打喷嚏，其实我们每打一个喷嚏，就会喷出 1 万个亿、1 万个以上的飞沫，并且最远可以飞到 8 米远之外。那是什么概念？比方你打一个喷嚏，在 8 米之内的人都会呼吸到你喷出去的这些飞沫。意思是什么？假如你要被感染，你周围 8 米之内的这些正常人，如果没有带防护罩，他都会被你感染像咳嗽，比方咳嗽会没有喷的那么猛，但是咳嗽它也会可以喷出 1000 到 2000 个飞沫，并且可以最远可以飞 6 米远。甚至于平静的说话的话中也会喷出 500 个飞沫。这些飞沫是我们一般讲叫气公交，非常小，非常轻，它会在空气中飘荡。

在这个过程中，如果他接触正常人的粘膜，比方被我们呼吸到鼻腔里面，支支气管里面，肺里面或者这些飞沫进入到我们口腔当中，甚至于这些飞沫飘进我们的眼睛当中，我们都会被感染。所以在呼吸系统传播性疾病，传播方式是非常强，非常远的。正因为有这种特性，所以导致了我们新冠病毒传播得非常非常快，而且基本是在一个范围内无差别的传播。直到 2020 年 1 月 11 号，确诊的 295 个人里面，只有 45 个人去过去的南华市场，其中有 240 多个人都是由 45 个去过南化海鲜市场人传染了。可见，当时的新冠肺炎的传播的有多么厉害。当后来确诊了以后，人们才发现这是一个病毒，并且传播非常强的一个病毒。这时大家才发现，这个时候我们需要戴口罩了。其实这个时候已经相对较晚了。在 2021 年的时候，口罩当时非常稀缺了，基本是买不上。我们当时在买口罩的时候，大家应该有印象，我们有各种各样的口罩，有常规，有普通的这种冬天大家喜欢戴的棉口罩，还有普通的口罩，医用口罩还有很多。 N95 口罩就是那种比较厚的，过滤效果比较好的。其实后来在我们的一个研究中发现，飞沫的尺寸其实是在 0.7 微米到 2 微米之间，也就是其实我们正常的医用外壳口罩防护已经是足够了，防护效率已经是在 90%几了。所以在这个时候没有必要去戴更高防护级别的口罩。

所以在目前来看，防护新冠我们只要是一用外科口罩就可以了。所以像大家戴的这种棉口罩是没有用的，普通的口罩也是没有用的。所以大家在防护新冠的时候，我们目前现在如果还需要去买口罩，因为现在也要求佩戴口罩，佩戴口罩只要去买 N95，不是只要去买我们医用外科口罩就可以了。我们口罩戴好，更重要的一个问题是口罩就戴好了就可以吗？我们另外有一个问题，我们是否洗手了，因为我们大家刚刚已经跟大家简单的聊了一下。我们新冠的传播途径主要是粘膜传播，凡是有粘膜的地方我们都能传播。刚才讲粘膜不光是呼吸道，我们还有消化道和眼睫毛这些暴露的地方。我们每个人其实在你注意和不注意的时候，平均每天会摸脸 2000 次，你可能没有注意，但是其实你每个人平均每天会不自觉的摸你自己的脸 2000 次。

我们刚才举那个例子。我们去坐公交车了，有一个新冠病人，他通过唾液。通过打喷嚏或者通过唾液接触的方式扶了一个扶手，这个扶手上面就会有新冠病毒。你又去扶扶手，你的手上大概率就会有新冠病毒。当你手上有新冠病毒的话，你又不勤洗手。在你可能有时候在摸眼睛，揉揉鼻子，揉眼的时候，或者下意识摸脸的时候，很有可能会把手上沾到了新冠病毒，传染到你的鼻腔黏膜里面，口腔黏膜里面，甚至于眼结膜上。这样就会直接导致了一个间接的传播。这个就是刨掉空气以后。刨掉口罩。我们另外要注意的一个点就是，我们很有可能其实你的传播并不是由于没有戴口罩。而是由于你没有勤洗手，导致了一个传播，另外一个大家可能没有注意的点就是我说我们刚才讲了要洗手，要戴口罩。另外一个点是我们非常暴露，在空中暴露的另外一个结果就是我们的眼睛。其实大家应该也有注意到，前段时间我们集中采核酸的时候，是我们发现采核酸的医生和大夫，他其实是戴了口罩，穿了防护服，戴了手套。另外还有他戴了一个面罩，塑料透明的面罩。我觉得大家应该都注意到，戴面罩。其实就是防护了飞沫去传播我们的眼结膜。所以当真正发生疫情的时候我们忽略了最重要一个点，就是防护我们的眼结膜。所以像在一般新闻里面提到的可能比较少。其实像我们如果发生疫情或者疫情在身边非常严重的时候，我们一般常规要防护的几个地方需要大家注意一下，一个是戴口罩，肯这个是第一条了。我们第二要防护的就是我们的眼睛，我说我们应该去带一个护目镜之类的，或者防护面罩。接下来防护的手套，这样可以大大降低我们被新冠感染的几率，讲的是口罩与吸收。

最后一个问题就是新冠还会持续多久，新冠现在到底它的一个情况有多么严重，我们疫情大概还会持续多久和封闭就多久。是这样的，我们从今年 1 月，今年 1 月 11 号到 1 月 31 号，全国统计的新冠确诊总人数和死亡救人数的话，我们发现其实新冠病人的死亡人数大概只占 2% 左右，它是 1% 点，4 到百分之二左右。

是这样的一个死亡率。这样的死亡率是怎么计算来的？我们现在都知道，如果被感染的时候，真的我们潜伏期是 14 天。像一般潜伏期 14 天的意思是，当你第一天被感染的时候，你第 14 天的时候才会刚好有症状。有，从有症状到发热。当比方大家头疼感冒的时候，第一个可能也可能是先看一看，或者自己先吃点药。所以当你开始发热，到你去觉着需要住医院看的时候，平均大概你要花 4.5 天。大部分人先发烧，自己先吃点药，发现药控制不住，然后才去。这个过程又是 4.5 天。进医院，从医院你进医院到医院确诊，到给你进 ICU，又是 3.5 天，从 3 天就那么从 ICU 到死亡三天，整个过程其实是二十九点六天，将近三十天左右。所以正是因为三十天左右，导致了我们目前新冠的确诊传播这么严重。因为大家知道每个人在传播你，没有你在确诊以后当然是在医院就不传播了，但是你在没有确诊之前就让我们看一下。入住院 4.5 天，14 天将近你有 20 天的时间，你都会把疾病传播给其他人，所以传播的潜伏期长，导致了我们确诊的困难及其一个传播范围。我们其实如果真正在早发现早确诊，那么大概会大大降低了我们一个疫情的死亡率。这个事情大概还会多久？因为现在没有人能说得上，但是我们是有一个推测和根据的。我们像一般在讲传染病的时候，讲的叫 RO 值，RO 值就是这个疾病在最开始传播的时候，它可以传播几个人，像一般大流感，我们根据以往的经验，比方像 SARS，还有像之前全球流行的比方西班牙大流感等等。这些流感。我们的经验是这样的，在最开始疾病发生的时候，传播速率是非常高了，一个新冠病人大概可以传 2 到 3 个，甚至于传了 4 到 5 个人。当过一段时间的时候，传播力就慢慢下降了。第一个是第一方面是传传播力下降了，第二个是治病力也下降了。说到后来，可能一个新冠病人连一个人都传不了了，甚至于传染之后也不会发生轻症、重症和死了病例。根据以往的经验，会有两件事发生，第一个效率降低，第二件事就是它的致病性降低。根据我们生物学以往的经验，它并不会这样持续长久的这样发展下去。其实这个我们刚刚讲了一下，新冠病人的死亡率其实并不是特别高，只有 1.4%-2%。对于一个流感或者对于大型疾病来讲，死亡率并不是太高。像过去几年，中国平均每年有 8 . 8 万人死于流感引发的呼吸系统，6.3 万死于交通事故，3.8 万死于安全事故。我们新冠的死亡率其实并不是特别高，有时候远远低于我们常规的一些疾病。目前这个事为什么这么严重，主要是存在于它的一个传染性非常高，所以这个事情也说明我们其实正常，只要是我们外出家门，比方说交通事故，风险都会有存在。我们意思是什么？我们对新冠的其实不用过度恐惧，因为照目前来讲，它重症和轻症的比例已经不高了，只是传染性并且死亡的旧病例目前也是很少再有听到。并且现在是我们都注射的疫苗它。所以大家并不要太过于的去担心。

这个事因为理论上讲这个事情疫情会慢慢就过去了。所以我们不要被疫情吓倒，真正也不要被这个谣言吓倒，我们按照正常的生活去生活，这个就是我们给自己一个最大的勇气。以上我们简单的讲了一下新冠病毒的治病机制原理，及从科学的角度去讲一讲我们新冠的发生，如何的科学的去防护去防治，及我们怎么正确的认识，对新冠病毒有正确的看法。