独家报道 国内动态 国外动态 企业新闻 市场分析 政策法规 技术资讯 主题站
亲戚太多!这是一份冠状病毒家谱
发布时间:2020-02-14   浏览次数:336

为何连专家也会将新冠病毒和SARS病毒的关系搞混?它们二者到底是什么关系?冠状病毒大家庭到底还有哪些成员?它们对人类都有哪些危害?下面我们来看看冠状病毒大家庭的真实面目。

1像"皇冠"一样的冠状病毒

冠状病毒为不分节段的单股正链RNA病毒,属于巢病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科(Coronaviridae)、正冠状病毒亚科(Orthocoronavirinae)。冠状病毒是一个大型病毒家族,有记载的冠状病毒研究始于1937年,最初由研究病毒的科学家从鸡身上分离出来。

中国科学院院士、中国疾病预防控制中心主任高福表示,冠状病毒是自然界广泛存在的一类单链RNA(核糖核酸)病毒,因该类病毒形态在电镜下观察类似日冕的棘突或者是王冠而得名,在病毒中属于体型的大块头。1975年国际病毒命名委员会将这一类病毒正式定名为套病毒目冠状病毒科。

冠状病毒结构图

在自然界中,冠状病毒广泛存在于动物体内,但是,它有一个明显的特点是"必须依赖宿主细胞才能繁衍"。到目前为止,科学家们发现冠状病毒仅感染人、鼠、猪、猫、犬、禽类等脊椎动物,可引起人和动物呼吸道、消化道、肝脏和神经系统疾病。

冠状病毒科分为α、β、γ、δ属等4个属。α属冠状病毒包括人冠状病毒229E、长翼蝠冠状病毒1、猪流行性腹泻病毒等11种。β属冠状病毒包括鼠肝炎病毒、果蝠冠状病毒HKU9、严重急性呼吸综合征(SARS)相关病毒等9种。γ属冠状病毒包含禽冠状病毒和白鲸冠状病毒SW1两个种。δ属冠状病毒包含猪δ冠状病毒(PDCoV)。

冠状病毒系统发生树(图片来源:中国疾控中心)

一些冠状病毒感染后可造成人畜共患病。已知的人类冠状病毒共有七型,其中三种对我们人类的"杀伤力"巨大。这就是这次武汉爆发的2019新冠病毒(2019-nCoV)、2003年爆发的SARS(严重急性呼吸系统综合症)病毒、2012年在中东首先爆发的MERS(中东呼吸综合征病毒)。

还是四种冠状病毒在人群中较为常见,致病性较低,一般仅引起类似普通感冒的轻微呼吸道症状,包括人冠状病毒229E、人冠状病毒OC43、人冠状病毒NL63和人冠状病毒HKU1。


新冠病毒(2019-nCoV)

此次疫情中的新冠病毒2019-nCoV,因2019年武汉病毒性肺炎病例而被发现,2020年1月12日被世界卫生组织命名,其引发的肺炎现在被我国暂命名为"新型冠状病毒肺炎",简称新冠肺炎,英文名称为"Novel coronavirus pneumonia",简称NCP,目前已经扩展和蔓延到中国所有的省区和其他一些国家。

国家病原微生物资源库于1月24日发布了由中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所成功分离的我国第一株病毒毒种信息及其电镜照片。

2019-nCoV是一种先前尚未在人类中发现的新冠病毒,其潜伏期大约为1-14天,该病毒感染的肺炎临床表现为:发热、乏力、干咳,并逐渐出现呼吸困难,严重者出现急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍、肾衰竭,甚至死亡。被新冠病毒感染的多数病人,起病相对比较缓,尤其是在发病的前3天,会有一点低烧、咳嗽、畏寒等症状,和感冒比较类似,往往不太严重,随着病情的进展, 在第5-7天症状会愈发严重。也有一些病毒携带者症状较轻,或者不发病。

目前可以确定2019-nCoV引发肺炎的传播途径主要为飞沫传播和接触传播,气溶胶和消化道等传染途径依然尚待明确。

目前对于新冠病毒所致疾病没有特异治疗方法,也没有针对性的药物。但许多症状是可以处理的,因此需根据患者的临床情况进行治疗。


SARS病毒(SARS-CoV)

SARS病毒所导致的是一种起病急、传播快、病死率高的传染病,潜伏期2-14天,被传染的病人多数都与患者直接或间接接触,或生活在流行区内。临床上表现为缺氧、紫绀、38℃以上高热、呼吸加速或呼吸窘迫综合征、气促等,X片表现为肺部不同程度改变,死亡率可达10%。

电子显微镜下SARS样冠状病毒粒子的形态结构 (图片来源:中国科学院武汉病毒研究所杨兴娄副研究员)

根据中国卫生部门事后的溯源调查,认为首例SARS病例于2002年11月16日发生在广东佛山市,2003年2月中旬以后,疫情扩散蔓延到全国大多数省份。4月下旬,北京、天津、山西、内蒙古、河北等华北5省区市疫情严重,全国疫情达到高峰。

SARS冠状病毒的自然宿主——菊头蝠(图片来源:广东省生物资源应用研究所张礼标研究员)

这次持续8个多月的SARS疫情,给人类留下了太多的不解之谜,譬如SARS病毒如何从其在自然界的宿主感染到人体,其感染途径是什么?它致病的机理是什么?为什么肆虐一段时间后,它又突然消失得无影无踪?现在自然界是否还存在SARS病毒等等。作为迄今最神秘的人类冠状病毒,SARS病毒还有许多秘密需要破解。


MERS病毒(MERS-CoV)

MERS病毒于2012年首次出现在沙特,之后在中东等地传播,欧洲、非洲、亚洲、美洲等20多个国家陆续出现疫情和医务人员感染。MERS病毒的感染者多会出现严重的呼吸系统综合征并伴有急性肾衰竭。截至2015年5月16日,全球共有20多个国家报告总计1142例中东呼吸综合征病例,死亡人数为465人,其死亡率达40.7%,比SARS要高。

电镜下的 MERS-CoV 病毒照片(图片来源:美国疾控中心网站)

MERS病毒的潜伏期在2天至14天,患者伴有发热、咳嗽、呼吸困难等症状,严重的病例会出现肺功能衰竭和死亡。目前尚无疫苗和治疗药物,但人与人之间传播能力有限,虽然它与SARS同科,其传染性不及SARS。MERS病毒虽然来势凶猛,但有SARS经验在前,目前尚未造成更大的危害。

科研人员在肯尼亚采集骆驼血清、拭子(图片来源:中国科学院武汉病毒研究所胡犇助理研究员)


229E病毒(HCoV-229E)

1965年,医学专家用人胚气管培养方法,从普通感冒病人鼻涕中分离出一株病毒,命名为B814病毒。随后,Hamre等研究人员用人胚肾细胞分离到类似病毒,代表株命名为229E病毒。这也是第一个被证实能够感染人的冠状病毒。

229E主要感染呼吸道和肠黏膜表面。研究发现,229E主要位在人呼吸道上皮最表层,病毒的释放部位也在此,因此229E主要引起轻度呼吸道感染症状,典型表现为流涕、咽喉肿痛、咳曒、头痛、发热等普通感冒症状,少部分病例会因上呼吸道感染住院。

在冠状病毒引起呼吸道感染的病例中,有66.6%会出现呼吸困难症状,其由229E病毒引起。229E病毒还能引起低龄组儿童尤其是幼儿的急性肠胃炎,尽管它并不是急性胃肠炎的主要病原。229E引起的胃肠炎一般症状较轻,有自限性。重症病儿会有发热、呕吐、腹泻等一些症状。

另外,229E病毒在胎儿脑细胞中能引起持续感染,能感染胎儿星状细胞和成人小神经胶质细胞。


OC43病毒(HCoV-OC43)

1967年,病毒学专家Mc.ntosh等用人胚气管培养从感冒病人中分离到一批病毒,其代表株就是OC43。截止目前在已经发现的人类冠状病毒中,OC43流行最广,检出率最高。研究发现,重组是OC43主要的进化方式之一,它频繁地通过同源RNA重组产生新的基因型,仅在法国的研究中就检出了3种新的重组基因型。

一般而言,OC43主要引起温和的上呼吸道感染。然而,最近一些年的研究发现,OC43重组基因型与致死性脑炎和肺炎相关。例如,在中国香港的研究中,重组基因型D型与老年人群肺炎相关。2016年,英国报道了1例患有重症联合免疫缺陷婴儿感染OC43重组基因型E后,引起脑炎并导致死亡。同时,北京也曾检出E型,检出的E型全部来自儿童下呼吸道感染病例。这些研究表明,OC43重组基因型的产生对公众的健康产生威胁。


NL63病毒(HCoV-NL63)

2004年,荷兰阿姆斯特丹大学研究人员van der Hoek等人,在一个患有呼吸道疾病的7个月大女婴的呼吸道中发现了一种新的冠状病毒并命名为"HCoV-NL63",此后多个国家在急性呼吸道感染的儿童体内均有发现,不过其"毒性"远比不上SARS病毒。

感染NL63病毒后可以引起上、下呼吸道感染,在儿童及免疫力低下的人群中的感染率较高。这种病毒的致病性较低,一般引起呼吸道症状,类似普通感冒,但是对特定人群可能有严重危害。


HKU1病毒(HCoV-HKU1)

HKU1病毒于2005年在香港大学发现。它具有季节性,高峰在晚秋、冬季,其在人群中的感染率明显低于其他呼吸道冠状病毒。其感染症状也相对轻微,但对于有基础疾病和免疫抑制的患者,会加重症状并引起严重的呼吸道疾病。


2人类冠状病毒毒力的分野

在已经发现的七种人类冠状病毒中,其已经出现了毒力上的分野。其一就是毒力比较弱的229E、OC43、NL63、HKU1四种病毒,目前只在人类体内发现,人群普遍易感,除了流行最广的OC43病毒,多项血清学研究结果表明,几乎100%的儿童在幼年早期均感染过229E和NL63。HKU1病毒的感染率在四种普通人类冠状病毒中最低。目前,这四种普通人类冠状病毒对人类健康并没有太大的威胁,通常都是引起人的普通感冒,除了极少数案例,一般最严重的情况是引起喉炎、支气管炎、毛细支气管炎及肺炎等急性呼吸道症状,严重病患者极少。

但是SARS病毒、MERS病毒和目前刚刚发现并且正在肆虐的新冠病毒2019-nCoV,致死率高或者比较高,对人类健康威胁大,人类需要高度防范,稍不注意,就会导致巨大的灾难。

不过也不必对这些危险的人类冠状病毒过于担忧,香港大学生物医学学院教授金冬雁表示,从历史的角度看,大部分感染人类的病毒毒力都是减弱的,冠状病毒的毒力也是如此。


3"狡猾"的新冠病毒

新冠病毒死亡率要比SARS病毒低得多,也低于MERS病毒,但是它的感染人数很快超过了SARS病毒,这让它的威胁性不容小视。中国疾病预防控制中心流行病学首席科学家曾光表示,新冠病毒比SARS"狡猾",除了传播速度快,很多轻症患者也就是跟一般的感冒差不多,这给开始的诊断及防控都带来很大的难题。

近日,顶级医学杂志《柳叶刀》(The Lancet)就公布了新型冠状病毒(2019-nCoV/novel coronavirus)的彩色照片,这张经过渲染的伪彩色照片,看起来很严厉,但更展现了新型冠状病毒的狰狞面貌,表面布满了冠状物,仿佛恶魔的嘴一样(图片来源:《柳叶刀》)

中国科学院院士、中国疾病预防控制中心主任高福1月28日接受央视采访时也表示,新型冠状病毒表现出跟以往的冠状病毒包括SARS很多不一样的特点,譬如它会无症状传染人,虽然新冠病毒出现无症状传染人从病毒学角度看不奇怪,流感病毒、麻疹病毒等就有这样的特点,但是对比SARS就比较奇怪了,这会给发现传染源带来一定的困难。


4新的变异还是老病毒的新发现?

到目前为止,病毒学家们对冠状病毒的认识还相当有限,大家只知道这种毒属是结构上具外套膜的正链单股RNA病毒,直径约80~120nm,其遗传物质是所有RNA病毒中最大的,病毒颗粒的直径60~200nm,平均直径为100nm,呈球形或椭圆形,具有多形性。

和其它病毒一样,冠状病毒也是依靠寄生生活,没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活、也不能独立自我繁殖、无生命迹象的化学物质。但是病毒一旦感染了宿主细胞,比如呼吸道上皮细胞,它就立刻活跃起来,开始对宿主细胞侵入,在宿主细胞内利用宿主细胞物质进行自我复制,乃至子子孙孙的快速繁殖,其子孙快速感染,并将宿主其它细胞当免费住所,进行同样的子子孙孙复制。

一般来说,这种复制是高度相似下的复制,但是不知什么时候就会出现病毒变异导致产生新的冠状病毒。引发本次肺炎疫情的新型冠状病毒,到底是新变异来的病毒还是老病毒新发现,目前还是一个未知数,还需要病毒学家们进行更多的研究。


5对冠状病毒家族不能掉以轻心

公元前1400年古埃及就有病毒被发现,早在公元前二至三个世纪的印度和中国就有了关于天花的记录,直到19世纪末,病毒才开始逐渐被发现和命名。100多年以来,虽然人类在分子病毒学领域人类不断取得新的进展,但对病毒的研究远远赶不上病毒的进化速度,仍然存在很多不明机理。其究竟如何起源也依旧还是科学界的一个悬案,这些问题的存在让病毒始终是人类不能忽视的威胁,冠状病毒这个家族也是如此。

直到2003年,在人体内发现的冠状病毒只有两种,这就是上个世纪60年代发现的比较温顺的229E病毒和OC43病毒,这也让众多病毒学家意味冠状病毒对人类没有大的威胁。SARS病毒在人类社会兴风作浪以后,病毒学家们开始改变对人类冠状病毒的看法,其威胁性种类成了很多人研究和关注的对象。MERS病毒和新冠病毒2019-nCoV的相继作恶,现在让人们认识到了人类冠状病毒的绝大威胁。一些人相信,自然界中应该存在或者以后还会变异出对人类威胁性更大的冠状病毒。

研究发现,包括人类冠状病毒在内的冠状病毒由于基因组大容易发生突变,会产生许多抗原性和致病性不一的变异株,而且易发生异源重组,导致毒力的改变。尽管金冬雁等一些科学家指出,新冠状病毒的毒力在未来会不断弱化,我们对人类冠状病毒依旧不能掉以轻心,毕竟这个家族我们都还知之甚少。


法国国家科学研究中心的研究人员Christian A. Devaux认为,频繁的商旅交往是世界上大多数瘟疫流行的主要原因。在这个交通高度发达的全球化时代,危险性人类新冠病毒人类无论如何也不能掉以轻心。

【转载声明】:本微信公众号所转载的文章,其版权均归原作者所有,遵循原作者的版权声明,如果原文没有版权声明,我们将按照目前互联网开放的原则,在不通知作者的情况下转载文章。如果转载行为不符合作者的版权声明或者作者不同意转载,请来信告知:qbw@fiberglass365.com。如其他媒体或个人从本微信公众号转载有关文章时,务必尊重原作者的著作权,保留本网注明的“稿件来源”,并自负版权等法律责任。

来源:北京科技报 |、科学加客户端
 关键词:
免责申明 网员服务 广告服务 站内导航 联系我们 关于我们 友情链接
版权所有 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 www.fiberglass365.com.cn 苏ICP备09016666号-8