繼 2020 年出現 SARS-CoV-2 之後，目前已知有七種不同的冠狀病毒可感染人類。其中四種與一般無害的普通呼吸道感染有關，但其他三種（SARS、SARS-CoV-2 和 MERS）則危險得多。
為什麼有些冠狀病毒相對無害，而另一些則致命得令人難以置信，這仍然是一個謎。一些答案在於每種病毒在進入人體細胞時所使用的蛋白質，但究竟是什麼使得 SARS-CoV-2 在一些人身上如此嚴重，而在另一些人身上卻無害，目前還不清楚。
由加州大學洛杉磯分校研究人員領導的一項令人印象深刻的新研究提出了一種新的假設，用以解釋 SARS-CoV-2 的嚴重性。研究人員利用人工智慧驅動的機器學習系統發現，SARS-CoV-2 在人體內被分解成碎片，這些病毒碎片與過度刺激免疫系統的內源性肽非常相似。這可能是導致疾病嚴重程度因人而異的重要原因。
"教科書告訴我們，病毒被消滅後，生病的宿主就贏了，不同的病毒片段可以用來訓練免疫系統，以便將來進行識別，"通訊作者傑拉德-黃說。
但病毒的故事並非如此簡單。病毒被免疫系統中和後，會被迅速分解或溶解成細小的碎片。人們通常認為病毒降解的這一階段是無害的，但最近的研究表明，其中一些較小的病毒碎片可能會引發先天性免疫反應，從而導致與過度炎症相關的嚴重疾病。
為了在 COVID-19 大流行的背景下研究這一想法，研究人員追蹤了 SARS-CoV-2 蛋白降解過程中可能產生的所有多肽組合。他們使用機器學習系統測量了所有這些潛在多肽的促炎特性，發現其中一些病毒片段與我們的免疫系統用來增強炎症反應的分子非常相似。
黃解釋說："我們看到，被摧毀的病毒碎片的各種形式可以重新組合成這些具有生物活性的殭屍複合物。有趣的是，病毒碎片模仿的人類肽與類風溼性關節炎、銀屑病和紅斑狼瘡有關，COVID-19的不同方面讓人聯想到這些自身免疫疾病。"
隨後，研究人員將這些 SARS-CoV-2 病毒碎片與一種更無害的普通感冒冠狀病毒（HCoV-OC43）碎片進行了直接比較。結果發現，OC43 病毒碎片與 SARS-CoV-2 病毒碎片對免疫系統的刺激完全不同。
更有趣的是，研究人員研究了這些 SARS-CoV-2 病毒片段刺激了哪些型別的基因表達。研究發現，這些新型肽引發的表達模式與完整病毒類似。
"基因表達結果的驚人之處在於，我們的實驗中沒有使用活性感染，"黃指出。"我們甚至沒有使用整個病毒--而是隻使用了大約0.2%或0.3%的病毒--但我們發現了這種令人難以置信的一致程度，這具有很強的暗示性"。
因此，這些發現可能在一定程度上解釋了為什麼 SARS-CoV-2 會比普通感冒冠狀病毒引發更嚴重的疾病。但這項研究只能推測為什麼病毒的影響因人而異。
研究人員在這裡指出，每個人的酶效率都有顯著的獨特性，這可能就是為什麼有些人甚至沒有注意到自己患有 COVID，而有些人卻最終在醫院裡掙扎的原因。從根本上說，我們每個人分解外來微粒的方式都不一樣，而這些獨特的差異可能就是我們病情輕重的原因。
研究人員在新研究中寫道："......SARS-CoV-2的蛋白水解降解很可能是異質性的，因為不同宿主的酶效率顯示出不同的模式，通常相差4倍到50倍，即使在單細胞水平，蛋白質表達也是嘈雜的。SARS-CoV-2的蛋白水解降解預計在宿主之間會有巨大差異，這也許可以解釋為什麼SARS-CoV-2的感染結果如此不同，從無症狀宿主到死亡宿主不等"。
病毒碎片會在人體內滯留，造成長期的健康問題，這種觀點還比較新。例如，在過去幾年中，有新的證據顯示流感病毒碎片會導致一些人長期肺部疾病。但這些發現對未來可能的治療方法究竟意味著什麼，目前還不得而知。
黃推測，有可能透過抑制某些負責將病毒分解成更有害成分的酶的作用來治療 COVID 等疾病。當然，要做到這一點，還需要做更多的工作，系統地研究某些病毒片段究竟是如何產生的。
這項新研究發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。
