COVID-19的科学

病毒是除细菌、古菌和原生生物外的四大微生物群之一. 超过5,已经描述了000种病毒, 尽管还有数百万种病毒有待发现.

病毒是迄今为止最小的微生物. 它们主要由遗传物质——dna或rna——组成，可以是单链或双链, 这取决于物种. 然而，病毒不是细胞，不能自己执行生命功能.

相反，它们生活在其他物种体内，利用宿主细胞生长并产生新的病毒颗粒. 当它们接管遗传物质进行自我繁殖时，宿主细胞通常会死亡.

从细菌和真菌到植物和动物，所有生物群体中都存在病毒. 有些病毒对金沙城中心的健康没有威胁，因为它们攻击的细胞不是人类. 这些病毒生活在其他动植物体内，甚至像细菌这样的单细胞生物体内 E. 杆菌.

但是数百种已知的病毒可以引起多种感染, 包括流感, 黄热病, 狂犬病, 小儿麻痹症, 腮腺炎 麻疹, 天花, 埃博拉病毒, 艾滋病、 和COVID-19.

新型冠状病毒冠状-2(严重急性呼吸综合征冠状病毒2), 导致COVID-19, 是冠状病毒大家庭的一员吗. 这些病毒以病毒粒子球形表面尖刺的“冠”命名, 帮助病毒附着在细胞上并感染它们.

冠状病毒在人类和其他动物物种中发现，包括蝙蝠、猫和牲畜. 在动物体内发现的一些冠状病毒可以进化并感染人类. 可以从动物传染给人的疾病, 包括由病毒传播的疾病, 叫做人畜共患病吗.

普通冠状病毒可导致轻微疾病, 而是其他冠状病毒，包括中东呼吸综合征冠状病毒, 导致中东呼吸综合征(MERS), 冠状, 导致严重急性呼吸系统综合症(SARS)的, 新型冠状病毒sars - cov -2可能是致命的.

关于冠状-2的起源有几种说法. 它可能起源于穿山甲或蝙蝠，中东呼吸综合征冠状病毒和sars冠状病毒也是如此.

有多于1个,400种蝙蝠, 它们携带多种病毒, 虽然没有更多的, 在每个物种的基础上, 比其他种类的哺乳动物或鸟类. 当科学家对冠状-2基因组(这种病毒的独特遗传密码)进行测序和分析时，他们发现这种病毒与一种在中间马蹄蝙蝠(R. 亲近种) in 2013. 但分析还显示，这种病毒株在40到70年前从蝙蝠病毒中分离出来. 自那以后，它进化出了一些特性，使其对人类的传染性特别强. 

最有可能的是，冠状-2病毒在传播给人类之前有另一个哺乳动物宿主. 对“非典”, 蝙蝠和人类之间的中间宿主可能是浣熊狗或果子狸, 小的夜间哺乳动物. 中东呼吸综合征的中间宿主是骆驼.

世界卫生组织(W.H.O.)于2021年初在武汉对COVID-19的起源进行了调查, 冠状-2病毒最初被发现的中国城市.

这个国际团队包括之前帮助确定中间哺乳动物宿主——骆驼和蝙蝠的研究人员, 分别是中东呼吸综合征和埃博拉疫情, 同时也是一名食品安全研究员专门研究疾病在食品市场的传播. 

他们的报告, 3月30日, 2021, 是不确定的, 评估可能途径的可能性如下:

• 直接动物传染病外溢:可能到可能
• 通过中间宿主导入:极有可能
• 通过食物链:可能
• 通过实验室事件:极不可能

W.H.O. 总干事谭德塞呼吁进行进一步研究，他指出，“就W.H.O. 所有的假设都被搁置了吗.”

是的. 病毒能迅速进化，并能以提高生存和复制机会的方式适应不断变化的环境. 病毒通过自然选择的过程进化，就像生物有机体一样.

病毒的进化速度取决于病毒复制自身的方式和变化的频率, 也称为突变, 在它的遗传密码中出现. 为了复制，病毒需要宿主. 随着越来越多的人感染冠状-2, 病毒有更多的机会复制，也有更多的机会改变和适应. 

科学家们正在世界各地追踪冠状-2病毒, 测序的基因组, 分享关于它如何变化的信息. 到目前为止, 它发生突变的方式之一是脱落部分基因密码, 产生了在不同国家观察到的新菌株. 研究人员还在调查是否人类将冠状-2病毒引入了荷兰的养殖水貂, 以及病毒是否已经进化到可以从水貂跳到人类身上.

随着病毒复制, 科学家们正在分析可能使病毒更具传染性或更严重的突变株. 例如, 三角洲变体, 最初于2020年12月在印度发现, 据估计，这种病毒的传染性比原来的病毒高50%并在全球范围内激增. 欧米克隆变种及其某些亚系的传播能力甚至比德尔塔更强.

即使变异不会导致更严重的疾病, 传染性更强的病毒有增加受感染人数的重大风险, 从而增加了严重和致命病例的数量，进一步耗尽了医疗资源.

任何特定的病毒在哪里生存取决于它的生物需求.

有些病毒在其生命周期的一部分局限于携带它们的动物的栖息地. 有些已经进化到可以在不止一个栖息地生存:不同的流感病毒可以在人类体内生存, 鸟, 还有其他动物，它们甚至可以在裸露的表面上忍受干燥.

另一些则更加专业化，只能在一种环境中生存. 例如，艾滋病毒(人体免疫缺陷病毒)不能在人体外长期存在.

尽管冠状病毒通常不会在表面存活很长时间, 科学家们仍在研究冠状-2病毒的生存位置，以及它在体外能存活多长时间. 

病毒可以通过多种不同的方式传播. 有些在进化到人类之前，会在其他动物身上度过一部分生命. 有些流感病毒在感染人类之前，首先在禽类和猪体内存活. 其他病毒, 比如致命的呼吸道疾病汉坦病毒, 由啮齿动物携带，吸入粪便中的灰尘颗粒的人也会感染. 

因为COVID-19是由一种新型冠状病毒引起的, 冠状-2, 关于它是如何传播的，金沙城中心还有很多要了解, 一些最初的想法已经被修改.

例如, 在大流行爆发之初, 人们认为冠状-2病毒通过表面传播, 但这已不再是人们被感染的常见方式. 病毒通过呼吸道飞沫传播, 当COVID-19患者排出空气时，它们会散开吗, 不管是通过打喷嚏, 咳嗽, 呼吸, 会说话的, 唱歌, 或笑. 有时飞沫会落在物体表面, 但这并不是病毒传播的主要途径.

现在认为感染主要发生在人与人之间的密切接触中, 当与COVID-19感染者近距离接触时，通过鼻子或嘴巴吸入了携带病毒的飞沫. 有时, 在没有充分通风的封闭空间, 这些飞沫可以滞留在空气中, 即使感染者不在附近，也会通过空气传播.

戴上覆盖口鼻的口罩可以减少感染者呼吸道飞沫的扩散，从而有助于防止传播, 谁可能有或没有任何疾病症状, 通过减少他人吸入飞沫.

可以通过几种不同的方式检测病毒.

COVID-19快速检测可以检测到存在于病毒表面的蛋白质. 它们可以很容易地在家里进行管理, 但它们只能在一定程度上检测到病毒，因为病毒的基因组可以存在于人体内而不制造蛋白质. 

更精确的检测方法包括确定病毒的基因组是否存在. 通过聚合酶链反应(PCR)进行诊断检测，科学家可以在血液或组织样本中寻找COVID-19基因组的直接证据. 这种技术可以分离出病毒的DNA并将其放大，从而帮助检测病毒的存在.

PCR检测和快速检测都不能告诉金沙城中心存在什么菌株(Delta, Omicron BA.2,等.). 这需要DNA测序来确定特定菌株的遗传标记.

其他的测试使用间接证据，通过检查免疫系统分子抗体的存在, 当一个人接触到传染性微生物时，血液中会产生什么. 在测试, 有抗体的人的血液样本会对病毒产生反应, 确认风险. 如果没有抗体，就不会有反应，说明没有接触.

当在特定的地点和时间有比平常更多的人生病时，疾病就会爆发. 可能是数千人，就像1918年流感袭击许多城市时发生的那样.

当传染病蔓延到当地人口之外时，outbreak就变成epidemic, 持续时间更长，影响范围更广. 大流行病是一种同时蔓延到世界许多地区的流行病. 1918年的流感造成了20世纪最致命的流行病, 感染了当时世界上三分之一的人口. 疫情是否会爆发为流行病或大流行，取决于微生物在人与人之间传播的容易程度以及人类个体行为.

世界各地社会的行为也同样重要. 在全球层面上, 不同的人群通过旅行来接触, 贸易, 和战争, 为微生物进入新的区域提供了机会. 人口密集的城市也允许微生物通过大量人群传播. 不同的社会对以下可降低感染率的安全措施也有不同的反应, 包括, 就COVID-19而言, 面具戴, 洗手, 社会距离, 和, 如果有, 接种疫苗.

2019年12月，冠状-2首次在武汉被发现, 中国, 湖北省省会和最大城市, 人口超过1100万. 2020年3月11日，新冠肺炎被宣布为全球大流行.

流行病曲线是一种记录感染规模和速度的图表.

通过追踪疾病的发病时间, 这条曲线可以帮助公共卫生官员推断疾病是如何传播的, 对遏制措施作出明智的决定, 预见到医疗护理的需求.

“扁平化”曲线指的是降低感染率，以避免压倒卫生保健系统. 可以更有效地管理在较长时间内分布的相同数量的病例，而不会耗尽卫生资源, 包括医院能力, 医务人员能力, 以及呼吸机等设备. 

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因为COVID-19是由一种对人类来说是新的病毒引起的, 没有群体免疫来减缓它的传播.

当社区免疫力很高，感染进入死胡同时，就会产生群体免疫. 人与人之间的传播大大减少, 即使是没有免疫力的脆弱个体——新生儿或不能安全接种疫苗的人——也能获得一定程度的保护. 没有群体免疫，感染率更高更快.

除了, COVID-19似乎有很多携带者:这些人没有症状，但具有传染性，并在不知不觉中将病毒传播给他人.

在确认病毒的过程中, 认识一些传播方式, 和开发测试, 冠状-2领先一步. 多亏了国际航空旅行, 这种病毒还能从一个国家迅速传播到另一个国家, 引发大流行. 错误信息, 缺乏快速筛查, 测试, 和跟踪, 戴口罩和保持社交距离等防护措施的缓慢和不一致助长了世界各地的疫情.

群体免疫是指人群中相当一部分人在产生抗体后对某种传染病产生免疫力, 通过生病或接种疫苗.

需要有抗体以达到群体免疫的人群的具体百分比各不相同:例如, 脊髓灰质炎, 它是80%, 但对于麻疹, 是95%. 科学家们仍在确定COVID-19群体免疫水平, 但预计将超过60%, 一些人估计可能超过80%. 

仅通过疾病自然地达到群体免疫，具有重大风险和社会成本. 其中包括因病死亡, 非致命病例患者的长期并发症, 让医疗系统不堪重负.

对于COVID-19大流行而言，通过疾病达到群体免疫的成本非常高. 在2020年春季的感染率和致死率, 这就意味着美国有超过200万人死亡.S. 独自一人. 实现COVID-19群体免疫的最安全方式是接种疫苗. 

截至2022年5月中旬，全球已有5.19亿多人感染，其中6人以上.200万人死亡，其中包括美国超过99.7万人.S.

有关COVID-19病例和死亡的最新统计数据，请访问 美国疾病控制和预防中心 或看到 全球趋势.

健康和保健与金沙城中心生活的社会和经济条件密切相关, 金沙城中心工作的地方, 金沙城中心多久看一次医生, 以及金沙城中心就医时受到的对待. 像COVID-19大流行这样的突发公共卫生事件以鲜明的方式暴露了现有的不平等.

早在2020年4月，关于美国住院率的研究.S. 显示美国的黑人和西班牙裔社区.S. 受到严重疾病的打击尤其严重，死于COVID-19的人数比其他群体更多. 美国原住民也受到了不成比例的影响.

为什么? 黑人、西班牙裔美国人和印第安人往往有更多的慢性疾病，获得医疗保健的机会更少. 与此同时, 少数族裔比白人更容易受到感染:黑人和西班牙裔美国人在感染风险更高的工作中占比过高, 包括护理和服务业的工作, 他们更有可能在重要的行业工作, 在爆发期间继续发挥作用. 由于根深蒂固的居住隔离, 少数种族和民族可能更有可能生活在人口密集的地区, 哪些地方更难采取社交距离等预防措施.

疫苗通过触发免疫反应促使机体对某种疾病产生免疫力, 它产生的抗体可以识别特定的感染并对其做出反应. 这使免疫系统做好准备，在下一次感染时攻击感染.

一些疫苗通过将弱化的病毒引入体内来激活免疫反应，而不会出现严重疾病. 这类“活”疫苗包括 麻疹、腮腺炎 天花，水痘，以及一些流感、带状疱疹和伤寒. 

其他疫苗, 比如流感, 狂犬病, 和破伤风疫苗, 引入“死亡”或灭活病毒, 这不能复制. 一些正在研发的COVID-19疫苗正在测试灭活版冠状-2病毒的使用. 

美国批准用于紧急使用的两种COVID-19疫苗.S. 在2020年12月——以及其他几个仍在开发中的项目——使用了一种不同的方法. 而不是将整个病毒的活的或不活的形式引入体内, 这些新型疫苗通过训练金沙城中心的细胞制造一小部分冠状-2病毒(钉在其表面并构成冠状病毒的刺突蛋白)来触发抗体的产生，从而引发免疫反应.

美国批准用于紧急使用的两种COVID-19疫苗.S. 在2020年12月，辉瑞- biontech和Moderna疫苗使用了一种前沿的新疫苗机制. 这些疫苗含有遗传物质, 信使RNA (mRNA), 它携带着部分病毒的指令——负责其表面突刺的蛋白质, 病毒用哪一种来附着并感染细胞.

一旦一个人接种了疫苗, mRNA激活它们的细胞，开始制造部分刺突蛋白. 在自己的, 这些部分蛋白质对大多数人无害, 虽然它们可能会引起发烧或疼痛.

但是作为外来粒子, 这些蛋白质触发人体的免疫系统产生抗体，并训练其他免疫细胞寻找并摧毁任何携带刺突蛋白的细胞, 创建一种防御未来被实际的冠状-2病毒感染的防御机制.

一旦它将其蛋白质制造代码传递给接种的细胞, mRNA不进入细胞核就被细胞清除, 所以它不会影响人类基因组.

美国批准用于紧急用途的第三种疫苗.S. 2021年2月，约翰逊 & Johnson疫苗——也提供刺突蛋白的遗传指令. 但它使用了不同的方法.

而不是信使核糖核酸, 这种基因包含在DNA中, 哪个又被包装成第二个, 无害的病毒——一种可以有效地激发细胞，但不会引起疾病的病毒，并且经过修饰使其无法复制. 这种病毒, 所谓的腺病毒, 将带有刺突蛋白指令的DNA传递到细胞核. 在那里, 细胞自身的信使rna复制指令, 激活细胞开始产生自己的刺突蛋白并激发免疫反应.   

生产疫苗需要几个步骤. 首先，研究人员在实验室中测试了不同的疫苗机制. 一种很有希望的候选疫苗正在动物身上进行测试，以确定它在人身上测试是否安全. 如果是这样的话, 在三个阶段的临床试验中，在大量志愿者的参与下评估其安全性和有效性, 包括在安慰剂对照试验中，一些志愿者接受了不活跃的治疗. 副作用被记录在案，并制定了剂量建议. 

所有批准使用的COVID-19疫苗都完成了临床试验，并被判断为有效和安全. 40多,000人参加了辉瑞-生物科技公司的疫苗试验, 30多岁,000人参与了Moderna的疫苗试验. 约翰逊 & 约翰逊的疫苗试验包括4万多名参与者.

一旦疫苗被批准生产, 生产可以在密切监控和测试下开始，以确保每一批是安全的, 未被污染的, 和有效的. 批准后, 研究人员继续追踪副作用，并在人群中观察任何长期影响.

例如，约翰逊的用法 & 约翰逊疫苗于2021年4月暂停10天，原因是有报告称50岁以下女性存在可能致命的血栓. 2021年7月, FDA还对另一种可能的副作用发出了警告, 格林-巴利综合征, 一种免疫系统紊乱，可导致肌肉无力，偶尔瘫痪. 在这两种情况下, 联邦卫生官员决定，风险水平与其他药物和医疗疗法一致，低于COVID-19感染的风险，可以在向医生发出警告的情况下处理. 

由疾病预防控制中心

最初, 专家们预测，开发新冠病毒疫苗至少需要1年时间, 测试它的安全性, 并开始大规模生产以应对全球流行病.

但这一速度超出了所有人的预期. 2020年底, 两种疫苗在美国被批准用于紧急情况, 其他几种疫苗也在其他国家早期使用.

为什么时间表比预期的要快得多? 也许最重要的是，科学家不是从零开始的. 他们能够利用已经完成的工作来研究和开发针对其他病毒的疫苗, 包括两种密切相关的冠状病毒, 冠,即. 例如, 得益于早期的研究，作为几种疫苗靶点的冠状-2刺突蛋白很快被确定用于疫苗开发. 用在约翰逊体内的腺病毒 & 此前，强生公司的疫苗曾作为一种传递机制在埃博拉和寨卡病毒疫苗中进行测试.

疫苗迅速发展的另一个原因是进行临床试验的方式. 临床试验阶段, 通常是按顺序发生的, 允许并行运行, 或重叠, 考虑到大流行的紧迫性，加快检测.

除了, 资金, 有时很难保证什么, 是否可以防止任何不必要的延误. 监管部门也加快了审批速度, 导致紧急授权两种疫苗在美国使用.S. 2020年底，2021年初再研发一种疫苗.

美国开始接种COVID-19疫苗.S. 2020年12月, 由于医护人员在控制大流行和暴露风险方面发挥着关键作用，他们被列为重中之重. 随着COVID-19疫苗的增加, 公共卫生官员根据不同群体感染和严重疾病的风险更新了疫苗分配的建议.

8月23日, 2021, FDA全面批准了辉瑞- biontech新型冠状病毒疫苗, 现在被称为Comirnaty (koe-mir ' -na-tee), 对于16岁及以上的人. 该疫苗还在紧急使用授权下继续提供, 包括, 截至2021年11月, 适合5到11岁的人.

1月31日, 2022, FDA完全批准了Moderna COVID-19疫苗, 现在会被命名为斯匹克瓦克斯, 适用于18岁及以上的个人. 根据紧急使用授权，Moderna疫苗仍可提供加强剂或第三剂.

截至2022年5月中旬, 美国已经接种了超过5.8亿剂COVID-19疫苗.S., 66.3%的人口接种了全面疫苗. 疫苗接种率因州和年龄组差异很大. The proportion of vaccinated individuals is highest among people ages 65 years 和 up; as of mid-May 2022, 90.6%的人接种了68种疫苗.9%的人接受过加强剂.

迫切需要接种疫苗以减缓感染的传播. 当人与人之间的传播减少, 即使是没有免疫力的脆弱个体——包括新生儿——也能获得一定程度的保护.

疫苗接种还可预防严重疾病和死亡, 和, 在某些情况下, 防止病毒再次感染和一些新的变种.

推出安全有效的疫苗只是第一步. 大规模接种疫苗有助于实现群体免疫才是关键. 公众对疫苗接种的安全性和有效性以及参与疫苗接种计划的信心至关重要.

以小儿麻痹症疫苗接种运动为例. 美国的疫情爆发.S. 在20世纪40年代，导致了1955年一种注射疫苗的发展, 1961年研制的口服疫苗. 大规模的疫苗接种计划——以埃尔维斯接受注射为主题的宣传活动为推动——帮助美国消除了小儿麻痹症.S. 到1980年，到1994年，在美洲.

但在疫苗接种不规范或面临耐药性的部分地区，病毒持续存在. 在巴基斯坦, 例如, 对疫苗接种计划的怀疑和恐惧导致普遍不愿接种疫苗, 加剧了脊髓灰质炎的持续爆发.

最直接的目标是通过降低感染率来控制COVID-19大流行, 发病率, 以及COVID-19导致的死亡率. 这就需要广泛的检测和追踪，通过隔离感染者来阻断传播, 有效和广泛的疫苗接种, 以及减少疾病和死亡的治疗.

为大部分人口接种疫苗对于减缓感染蔓延和保护脆弱个人至关重要.

一旦传染病得到控制, 有可能从特定的地理区域消灭这种疾病. 几个国家, 包括中国, 香港, 台湾, 韩国, 越南, 澳大利亚, 新西兰最初的重点是尽早消除COVID-19, 尽管临时, 成功.

从自然中永久清除，即根除，实现起来要困难得多. 只有一种人类疾病天花，是由这种病毒引起的 天花已经被 成功地消灭了 继20世纪大规模的全球疫苗接种计划之后, 在1796年研制出第一种疫苗近200年后.

对于某些病毒性疾病，如流感，根除是不可能的. 流感病毒的毒株如此之多，它们经常发生变异, 因此，必须不断开发新疫苗. 也, 有些动物会感染不同的流感病毒, 会传染给人和其他动物吗. 除非所有这些动物都能接种疫苗，否则阻止传播是不可能的.

即使是可以根除的疾病，努力也常常不足. 麻疹 符合根除的标准:很容易诊断, 金沙城中心有有效的疫苗, 这种病毒不会在其他动物体内存活, 所以如果金沙城中心把它从人类身上移除, 一去不复返了.

但麻疹仍然存在——尽管它可能是致命的，而且是已知的传染性最高的疾病之一. 它不被视为严重威胁，因此没有政治或经济上的支持来根除. 一些人对疫苗接种的反对甚至导致了美国麻疹病例的增加. 

至于冠状-2，截至2022年5月中旬，有11例.全球共使用680亿剂，65.5%的世界人口至少接种过一剂COVID-19疫苗，而只有15剂.低收入国家中9%的人至少接受过一剂疫苗. 疫苗分发水平短期内不太可能改善, 特别是在医疗基础设施薄弱的地区. 因此，一些专家怀疑群体免疫的可能性，更不用说根除了.