冠状病毒“这一家子”都是怎么回事

时间:2020-02-23 来源: 热点专题

作者:胡(单位:中国科学院武汉病毒研究所)

目前,全国正在齐心协力开展新型冠状病毒肺炎疫情的防控工作。在抗击疫情的同时,公众也非常关注引发疫情的2019年新冠状病毒。许多人可能没有第一次听说过“冠状病毒”,但他们对这个病毒家族的新成员感到奇怪和好奇。冠状病毒“家族”是什么样的?它有什么特别的?

在江西省赣州市龙南县第一人民医院,医务人员妥善收集了疑似发热病人的检测样本。照片摄于廖斌/光明

冠状病毒

冠状病毒是一种无片段的单链正链核糖核酸病毒,属于巢状病毒科、冠状病毒科和冠状病毒亚科。冠状病毒是一种主要引起呼吸道和肠道疾病的病原体。它于1937年首次从家禽中分离出来,并于1965年首次在人体中发现。在电子显微镜下,这种病毒颗粒的表面有许多规则排列的突起。整个病毒颗粒就像中世纪欧洲皇帝的皇冠,所以它被命名为“冠状病毒”。

冠状病毒在自然界的动物中广泛存在,必须依靠宿主细胞来繁殖。冠状病毒宿主丰富多样。除了人类,冠状病毒还能感染许多哺乳动物,如猪、牛、猫、狗、雪貂、骆驼、蝙蝠、老鼠、刺猬和许多鸟类。一些冠状病毒在感染后会引起人畜共患病。

冠状病毒是如何进入宿主细胞的?它们首先附着在宿主细胞表面的受体分子上。冠状病毒颗粒被囊膜包裹,膜表面有三种蛋白质,包括尖峰糖蛋白、小囊糖蛋白和膜糖蛋白。穗状糖蛋白,也称为上述“冠”突起,是冠状病毒传染性和致病性的关键。穗由穗糖蛋白组成,识别并结合位于宿主细胞表面的受体,就像“钥匙”和“门”之间的关系一样。一旦宿主细胞的门被打开,细胞就对病毒毫无戒心。

在安徽省铜陵市义安区钟鸣镇清泉村,大学生志愿者向村民宣传科学防疫知识。郭闪亮照片/光明照片

大冠状病毒科

冠状病毒科分为α、β、γ和δ4个属。甲型冠状病毒包括人类冠状病毒229E、长翅蝙蝠冠状病毒1、猪流行性腹泻病毒等11个物种。乙型冠状病毒包括9种,包括小鼠肝炎病毒、果蝠冠状病毒HKU9、严重急性呼吸系统综合症相关病毒等。γ冠状病毒包括禽冠状病毒和白鲸冠状病毒SW1。德尔塔冠状病毒包括猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)。

目前,除了2019年新的冠状病毒外,已知有6种冠状病毒可感染人类,其中4种冠状病毒在人群中较为常见,致病性较低,一般只引起类似普通感冒的轻微呼吸道症状,包括人类冠状病毒229E、人类冠状病毒OC43、人类冠状病毒NL63和人类冠状病毒HKU1。还有两种广为人知的冠状病毒。它们是严重急性呼吸综合征冠状病毒和中东呼吸综合征冠状病毒,简称非典冠状病毒和中东呼吸综合征冠状病毒。它们可导致严重的呼吸道疾病,属于高致病性新冠状病毒。

非典是一种致命的呼吸道传染病,在21世纪初首先在中国爆发,并引发了全球性的大流行。它属于冠状病毒家族的β冠状病毒,具有发病急、传染性强、死亡率高的特点。非典冠状病毒的主要传染源是非典病人。呼吸道分泌物中的病毒可通过飞沫传播给与患者密切接触的人,或通过气溶胶传播给环境。经过科学家十多年的研究,蝙蝠已被证明是非典病毒的来源和真正的自然宿主,而果子狸只把病毒从自然宿主传播到人类的中间宿主。

非典爆发10年后,另一种新发现的与人类疾病相关的冠状病毒MERS在中东出现。这种病毒类似于非典病毒,感染人后会引起严重的呼吸道疾病。MERS冠状病毒和SARS冠状病毒都是β冠状病毒的成员,但它们属于两个不同的亚类。与非典型肺炎相比,中东呼吸综合征的人际传播能力较弱,类似非典型肺炎的超级传播事件较少。绝大多数病例发生在中东国家,如沙特阿拉伯和阿联酋。MERS也是一种从动物传播到人类的新传染病。感染实验证明骆驼和人MERS冠状病毒有很高的同源性,相同的细胞取向和复制水平,揭示了单峰骆驼是MERS的直接来源。然而,在MERS冠状病毒的追踪过程中,越来越多的证据表明它可能是由蝙蝠冠状病毒进化而来的。

从冠状病毒科的组成中我们可以看出,除了上述与人类疾病有关的冠状病毒外,自然界中还有许多其他不会感染人类的冠状病毒。例如,由γ-禽传染性支气管炎病毒(IBV)引起的传染性支气管炎在鸡群中具有很高的传染性,是重要的呼吸道疾病之一,并且对家禽养殖非常有害。2016年,广东清远的一个养猪场爆发了一种致命的仔猪疾病。患病的小猪表现出严重的急性腹泻、呕吐和迅速的体重减轻。5日龄以下仔猪死亡率高达90%。据研究,该病的病原体也是一种冠状病毒,它被命名为猪急性腹泻综合征冠状病毒(SADS冠状病毒)。SADS冠状病毒和非典冠状病毒有许多相似之处:都发生在广东,都是由新的冠状病毒引起的。两者都源自红鼻菊。然而,目前的证据表明,SADS只感染猪,不感染人类。在当时的新闻报道中,SADS冠状病毒也被称为“新型冠状病毒”,之所以被称为新型冠状病毒,只是因为它是一种新发现的病毒,与目前的2019年新型冠状病毒完全不同。

将来可能会发现更多的冠状病毒。

根据国家卫生和建设委员会发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》,从武汉不明原因肺炎患者下呼吸道分离的冠状病毒为β新型冠状病毒。尽管2019年的新型冠状病毒、非典冠状病毒和MERS冠状病毒属于同一大家族,但它们的遗传特征明显不同。目前,传染源主要是肺炎患者感染的新冠状肺炎。呼吸道飞沫传播是主要的传播途径,也可以通过接触传播。

目前,2019年新型冠状病毒没有特定的治疗方法和特定的药物,也没有有效的疫苗,主要是对症支持治疗。我们不需要为此恐慌,因为科学家们正在探索2019年新型冠状病毒的道路上前进,并且正在探索关于这种病毒的更多秘密,这将为人类战胜这些病毒提供坚实的基础。同时,保持基本卫生,养成安全的饮食习惯,避免密切接触和其他正确的防护措施可以有效地防止病毒感染。

为了应对冠状病毒流行病的爆发,世界卫生组织警告说,随着全球监测的改善,可能会发现更多的冠状病毒。对于新出现的传染性疾病,如非典、中东呼吸综合征和2019年新出现的冠状病毒,它们可能会跨物种传播给人类,最有效的预防措施是从疾病的源头开始,而不是侵入野生动物如蝙蝠的自然栖息地,并减少与传染性动物如蝙蝠的接触机会。此外,因为中间宿主与人类的接触机会比自然宿主多,所以它们在病毒从自然宿主到人类的传播链中经常扮演关键角色。因此,防止人类冠状病毒对停止野生动物贸易和避免养殖动物与宿主接触也具有重要意义。

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