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起底新型冠狀病毒家族

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[事件] 作者 :byb.cn 日期:2020-2-9 00:01

    【byb.cn 】(來源:北京日?qǐng)?bào))2020年1月12日,國家衛(wèi)健委與世界衛(wèi)生組織分享發(fā)現(xiàn)的新型冠狀病毒基因序列信息,世界衛(wèi)生組織正式將造成武漢肺炎疫情的新型冠狀病毒命名為“2019新型冠狀病毒”。如今,為疫情防控齊心協(xié)力攻堅(jiān)克難的戰(zhàn)斗在全國上下繼續(xù)著。2019-nCoV,是一種既不同于2003年引發(fā)嚴(yán)重急性呼吸綜合征的冠狀病毒(SARS-CoV),又不同于引發(fā)2012-2015年中東呼吸綜合征的冠狀病毒(MERS-CoV)。為了更加有效地防控,對(duì)于冠狀病毒,我們應(yīng)該了解更多相關(guān)科學(xué)知識(shí)。

 

冠狀病毒是什么

 

冠狀病毒是一大類病毒的總稱,在電子顯微鏡下可以觀察到它們的表面有類似日冕狀突起,看起來像王冠一樣,因此被命名為冠狀病毒。冠狀病毒直徑約80-120納米,是自然界廣泛存在的一大類病毒。迄今,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了約15種不同的冠狀病毒,其中有7種可以讓人類感染,但不一定都是肺炎,也可以是感冒、上呼吸道感染和其他病癥。

 

冠狀病毒可分為α、β、γ、δ4個(gè)屬。哺乳動(dòng)物冠狀病毒主要為α、β屬冠狀病毒,可感染包括豬、犬、貓、鼠、牛、馬等多種動(dòng)物。禽冠狀病毒主要來源于γ、δ屬冠狀病毒,可引起多種禽鳥類如雞、火雞、麻雀、鴨、鵝、鴿子等發(fā)病。

 

在迄今發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒中,有七種可以讓人患病。除了SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV三種冠狀病毒外,其他的四種人冠狀病毒(HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63和HCoV-HKU1型)通常會(huì)引起人患輕度或中度上呼吸道疾病,如感冒。癥狀主要包括流鼻涕、頭痛、咳嗽、咽喉痛、發(fā)熱等,有時(shí)會(huì)引起肺炎或支氣管炎等下呼吸道疾病,在心肺疾病患者、免疫力低下人群、嬰兒和老年人中較為常見。

 

如果從總體來看,冠狀病毒都可能起源于動(dòng)物,在漫長的演化中,分別形成感染動(dòng)物和感染人的病原體。但是,目前人類對(duì)每種冠狀病毒的起源并非完全清楚,只是對(duì)其中一些病毒有比較多的認(rèn)識(shí)。

 

冠狀病毒的源頭最早可追溯到公元前8000年左右。早期的認(rèn)知是,非冷血飛行動(dòng)物,如蝙蝠和鳥類是冠狀病毒最佳宿主(源頭宿主),即病毒與它們形成寄生和共生的關(guān)系,蝙蝠攜帶α、β冠狀病毒;鳥類則攜帶γ、δ冠狀病毒。

 

現(xiàn)在已知的是,家畜冠狀病毒和人類冠狀病毒HCoV-OC43于1899年開始分別獨(dú)立演化。在18世紀(jì),家畜冠狀病毒由馬冠狀病毒中分離出來。人類冠狀病毒HCoV-OC43也有可能是于1890年從家畜冠狀病毒中分離出來。同時(shí),家畜冠狀病毒和狗呼吸系統(tǒng)冠狀病毒來自于1951年的一個(gè)共同祖先。但是,也有研究顯示,1937年,博德特和哈德森已從小雞體內(nèi)第一次分離到了冠狀病毒。這應(yīng)該是動(dòng)物的冠狀病毒。

 

與疾病斗爭中發(fā)現(xiàn)冠狀病毒

 

由于人們?;几忻?,而對(duì)感冒的診斷也發(fā)現(xiàn)與多種鼻病毒有關(guān)。鼻病毒是20世紀(jì)50年代被發(fā)現(xiàn)的。盡管人們首先發(fā)現(xiàn)鼻病毒與感冒有關(guān),但是只有大約50%的感冒由鼻病毒引起。這引起了研究人員的興趣和關(guān)注,人們想要弄清,除了鼻病毒外,是什么病原微生物引起了人們的感冒和呼吸道感染。

 

1965年,泰瑞爾等人利用帶有纖毛的人胚氣管培養(yǎng)方法,從普通感冒病人鼻洗液中分離出一株病毒,命名為B814病毒。后來,哈姆雷等人用人胚腎細(xì)胞分離到類似病毒,代表株命名為HCoV-229E病毒。

 

1967年,麥金托什等人同樣以人胚氣管培養(yǎng)方法從感冒病人鼻腔中分離到另一批病毒,其代表株是HCoV-OC43。不過,也有研究認(rèn)為,HCoV-OC43與動(dòng)物的最近共同祖先可以追溯到20世紀(jì)50年代。至于HCoV-OC43是來自馬、豬,還是蝙蝠、鳥類,抑或是雞,現(xiàn)在并不清楚。

 

1968年,阿爾梅達(dá)等人對(duì)上述病毒進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究,在電子顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)這些病毒的包膜上有形狀類似日冕的棘突,因此提出命名這類病毒為冠狀病毒。1975年,國際病毒命名委員會(huì)正式命名冠狀病毒科。

 

HCoV-229E和HCoV-OC43都是在20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)的,它們有比較相同的性質(zhì),致病力和感染力相對(duì)溫和,一般是引起輕微的呼吸道感染和疾病。

 

至于其他兩種人冠狀病毒HCoV-NL63和HCoV-HKU1,則是在2003年中國爆發(fā)SARS并確認(rèn)了是SARS-CoV之后才發(fā)現(xiàn)的,而且也不知道它們源自何種動(dòng)物,或許本身就是人身上的冠狀病毒。

 

2004年,荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)研究人員范德霍克等研究人員在一名患有呼吸道疾病的7個(gè)月大女嬰的呼吸道中提取和發(fā)現(xiàn)了一種新的冠狀病毒,命名為HCoV-NL63。之后,多個(gè)國家在急性呼吸道感染的兒童體內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了這種病毒。

 

2005年香港大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)了另一種人冠狀病毒,命名為HCoV-HKU1。這個(gè)病毒也是引起上呼吸道感染,但是它的致病具有季節(jié)性,高峰發(fā)病期是在晚秋、冬季,而且感染率明顯低于其他呼吸道冠狀病毒,感染癥狀也相對(duì)輕微,但對(duì)于有基礎(chǔ)疾病和免疫抑制的患者,會(huì)加重癥狀并引起嚴(yán)重的呼吸道疾病。

 

2012年9月24日,世界衛(wèi)生組織報(bào)告稱,在中東地區(qū)從一個(gè)患有急性呼吸道疾病的病人身上發(fā)現(xiàn)了一種新的SARS樣冠狀病毒,命名為MERS-CoV,病人的臨床表現(xiàn)為急性呼吸道感染和腎功能衰竭,致死率極高。

 

2020年1月,新的冠狀病毒2019-nCoV被發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)。

 

不同種類冠狀病毒的致病能力分析

 

20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)的HCoV-229E和HCoV-OC43只是讓人患感冒或有輕微的上呼吸道感染,21世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的HCoV-NL63和HCoV-HKU1同樣是讓人,尤其是兒童患輕微的上呼吸道感染。而且,這兩種人冠狀病毒發(fā)現(xiàn)后,在中國內(nèi)地也發(fā)現(xiàn)了很多兒童易感這種病毒,導(dǎo)致急性呼吸道感染。

 

北京兒童醫(yī)院的研究人員對(duì)2008年5月至2010年3月在該院住院治療急性呼吸道感染的382例兒童患者樣本中檢測到部分病例有HCoV-NL63和HCoV-HKU1。其中32份(8.4%)含有HCoV-NL63和57份(14.9%)含有HCoV-HKU1。

 

但是,它們也并非單獨(dú)致病,而是與呼吸道合胞病毒和副流感病毒共同致人染病。在感染HCoV-HKU1的患者中,主要的臨床癥狀是咳嗽、發(fā)燒和咳痰。在感染HCoV-NL63的患者中,主要癥狀是咳嗽、發(fā)燒和鼻漏。這說明,HCoV-NL63和HCoV-HKU1的致病性較輕,而且可能要與其他病毒共同作用才能導(dǎo)致急性呼吸道感染。

 

相比于四種只引發(fā)輕中度呼吸道疾病的人冠狀病毒,SARS-CoV、MERS-CoV和2019-nCoV引發(fā)的疾病更為嚴(yán)重,同時(shí)它們的基因組有一定的相似性,這三種病毒入侵人體的方式也是一樣的。雖然2019-nCoV的S-蛋白中與人體ACE2蛋白(血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2,是病毒結(jié)合和入侵人體細(xì)胞的受體)結(jié)合的5個(gè)關(guān)鍵氨基酸有4個(gè)發(fā)生了變化,但變化后的氨基酸卻在整體性上完美地維持了SARS-CoV的S-蛋白與ACE2蛋白相互作用的原結(jié)構(gòu)構(gòu)象。因此,盡管2019-nCoV的新結(jié)構(gòu)與ACE2蛋白相互作用能力由于丟失了少數(shù)氫鍵有所下降,但仍然達(dá)到很強(qiáng)的結(jié)合能力。MERS-CoV也是依靠S-蛋白與ACE2蛋白相互作用進(jìn)入人體的。

 

SARS病毒在2003年引發(fā)嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)。據(jù)世界衛(wèi)生組織2003年8月16日的統(tǒng)計(jì),全球累計(jì)SARS病例共8422例,涉及32個(gè)國家和地區(qū),因SARS死亡人數(shù)919人,病死率近11%。

 

MERS病毒在2012年至2015年引發(fā)中東呼吸綜合征,全球累計(jì)確診的感染病例共1139例,其中431例死亡(病死率37.8%)。這些病例來自24個(gè)國家和地區(qū),病例最多國家為沙特阿拉伯。

 

由于沒有證據(jù)顯示MERS病毒具備持續(xù)的人際傳播能力,以及單從發(fā)病數(shù)和死亡數(shù)看,MERS沒有SARS對(duì)人類的威脅和危害大,盡管SARS死亡率沒有MERS高,但人傳人的致病力比MERS高。

 

至于2019-nCoV引發(fā)的新型冠狀病毒疫情流行的結(jié)果如何,還有待未來進(jìn)行最后的統(tǒng)計(jì)。從致病性來看,2019-nCoV的致病力可能比SARS病毒高。因?yàn)?,此次?019-nCoV不只是可以通過近距離接觸傳染人,而且傳播的人體部位更多,如眼瞼,但此前的SARS沒有這種傳播現(xiàn)象。北京大學(xué)第一醫(yī)院呼吸和危重癥醫(yī)學(xué)科主任王廣發(fā)披露自己染上新型冠狀病毒肺炎的可能原因是,病毒可能從結(jié)膜傳染。在回京前2天,王廣發(fā)去了幾家醫(yī)院的發(fā)熱門診和臨時(shí)隔離病房,里面很可能存在新型冠狀病毒肺炎的患者。當(dāng)時(shí)他佩戴N95口罩進(jìn)入,沒有配備防護(hù)眼鏡。回京后,最早的癥狀是其左下眼瞼出現(xiàn)結(jié)膜炎,2-3個(gè)小時(shí)后出現(xiàn)了卡他癥狀(鼻塞、流涕、鼻癢、眼睛癢、打噴嚏)和發(fā)熱。此后確診為新型冠狀病毒肺炎,現(xiàn)在已痊愈。

 

此外,該病毒造成的病情具有隱蔽性,因而具有更大的傳染性。武漢大學(xué)人民醫(yī)院專家研究發(fā)現(xiàn),感染新型冠狀病毒后,患者并非一定首先表現(xiàn)為發(fā)熱和呼吸系統(tǒng)癥狀,還存在消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、眼科等癥狀。多例患者就診時(shí)并無發(fā)燒、咳嗽等呼吸系統(tǒng)典型癥狀,僅以消化系統(tǒng)癥狀為首發(fā)表現(xiàn),如乏力、精神差、惡心嘔吐、腹瀉等;以神經(jīng)系統(tǒng)癥狀為首發(fā)表現(xiàn)如頭痛;以心血管系統(tǒng)癥狀為首發(fā)表現(xiàn)如心慌、胸悶等;以眼科癥狀為首發(fā)表現(xiàn)如結(jié)膜炎;僅有輕度四肢或腰背部肌肉酸痛。這些情況都容易讓人忽視新型冠狀病毒肺炎的患者,因而可能存在進(jìn)一步傳播的風(fēng)險(xiǎn)。但是,目前看來,2019-nCoV引發(fā)的新型冠狀病毒是染病人數(shù)多,但死亡人數(shù)相對(duì)少。(張?zhí)锟?

 

延伸閱讀

冠狀病毒究竟來自何處?

 

SARS-CoV、MERS-CoV和2019-nCoV來源于何處,一直是一個(gè)謎。來自動(dòng)物是比較肯定的結(jié)論,但是,來自什么動(dòng)物,卻有爭論。一種研究結(jié)果表明,SARS病毒最先是1937年從雞身上分離出來。但是,更多的研究表明,SARS病毒最早由葉形鼻蝙蝠攜帶,隨后傳染給菊頭蝠科蝙蝠,之后傳染給果子貍,最后傳染給人類。也就是說,蝙蝠是源頭宿主,果子貍是中間宿主。

 

MERS病毒來源爭論并不大,確認(rèn)為來自駱駝,美國醫(yī)學(xué)雜志《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》于2014年6月4日發(fā)表了德國波恩大學(xué)的德羅斯騰教授等人的研究。研究人員對(duì)一位沙特死亡病例的基因檢測研究發(fā)現(xiàn),這名患者是與駱駝接觸染病的,因?yàn)閺乃w內(nèi)分離出的冠狀病毒與其農(nóng)場里的駱駝存在“相同的基因序列”。但是MERS病毒最初的源頭宿主也可能是蝙蝠。

 

2019-nCoV的來源現(xiàn)在爭議很大,有多種說法。分別指向蝙蝠、蛇、水貂和果子貍。但是,究竟誰是源頭宿主,誰是中間宿主,還需要未來的研究才能確認(rèn)。而且,不只是基因組檢測對(duì)比,還要進(jìn)行實(shí)地和實(shí)物的2019-nCoV提取和對(duì)比。

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