冠状病毒“这一家子”，都是怎么回事？

近期，湖北省武汉市等多个地区发生新型冠状病毒感染的肺炎疫情，引发全社会广泛关注。经过专家组检测，本次不明原因的病毒性肺炎疫情病例的病原体被判定为一种新型冠状病毒，并被世界卫生组织正式命名为“2019新型冠状病毒（2019-nCoV）”。

一、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）。冠状病毒是一类主要引起呼吸道、肠道疾病的病原体，在1937年首次从家禽体内分离，而最早在人体内发现是在1965年。在电子显微镜下，这类病毒颗粒的表面有许多规则排列的突起，整个病毒颗粒就像一顶中世纪欧洲帝王的皇冠，因此被命名为“冠状病毒”。

像“皇冠”一样的冠状病毒（图片来源于网络）

在自然界中，冠状病毒广泛存在于动物体内，必须依赖宿主细胞才能繁衍。冠状病毒的宿主丰富多样，除人类以外，还可感染猪、牛、猫、犬、貂、骆驼、蝙蝠、老鼠、刺猬等多种哺乳动物以及多种鸟类。一些冠状病毒感染后可造成人畜共患病。

那冠状病毒是如何进入宿主细胞的呢？它们首先要附着在宿主细胞表面的受体分子上。冠状病毒粒子外包着囊膜，膜表面分别有刺突糖蛋白、小包膜糖蛋白和膜糖蛋白等3种蛋白。刺突糖蛋白，也就是上文提及的“皇冠”的突起，是冠状病毒感染性和致病性的关键。由刺突糖蛋白组成的刺突来识别和结合位于宿主细胞表面上的受体，就像“钥匙”和“门”的关系一样。一旦把宿主细胞的大门打开，细胞便对病毒毫无戒心。

二、冠状病毒家族小科普

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（Severe acute respiratory syndromes，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（Porcine Deltacoronavirus, PDCoV)。

冠状病毒系统发生树（图片来源于中国疾控中心）

目前除2019新型冠状病毒外，已知的可感染人类的冠状病毒共有6种，其中4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。还有2种冠状病毒较为人们所熟知，分别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，也就是我们简称的SARS冠状病毒和MERS冠状病毒，可引起严重的呼吸系统疾病，属于高致病性新发冠状病毒。

SARS是21世纪初首先暴发于我国并造成全球大流行的一种致死性呼吸道传染病，属于冠状病毒科的β冠状病毒属，具有起病急、传染性强、死亡率高等特征。SARS冠状病毒的主要传染源是SARS患者。呼吸道分泌物中的病毒可通过空气飞沫传播给与病人密切接触的人员，也可以通过气溶胶传播到环境中。虽然它已销声匿迹十多年，但SARS到底从哪里来是科学家们一直努力探寻的问题。经过十余年的追击，蝙蝠已被证实为SARS病毒的源头，是背后真正的自然宿主，而果子狸只是将病毒从自然宿主传播到人的中间宿主。

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

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

SARS爆发十年后，另一种新发现的与人类疾病有关的冠状病毒，即MERS在中东出现。这种病毒与SARS病毒类似，感染人后引起严重呼吸道疾病。MERS冠状病毒与SARS冠状病毒同为β冠状病毒属的成员，但两者分属两个不同的亚类。同SARS相比，MERS的持续人际传播能力较弱，鲜少出现类似SARS的超级传播事件，绝大部分病例都发生在沙特、阿联酋等中东国家。MERS也是一种由动物传播给人的新发传染病。经感染实验证实，骆驼与人MERS冠状病毒具有高度的同源性、相同的细胞嗜性及复制水平，揭示了单峰骆驼是MERS的直接来源。而在对MERS冠状病毒的溯源过程中，目前已有越来越多证据显示其可能也由蝙蝠冠状病毒进化而来。

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

我们从冠状病毒科的构成就能看出，除上述与人类疾病有关的冠状病毒外，自然界中还存在许多其它不会感染人类的冠状病毒。比如γ属的禽传染性支气管炎病毒（Infectious brochitisvirus，IBV）引起的鸡传染性支气管炎在鸡群中具有高度传染性，是重要的呼吸道疾病之一，对家禽的养殖业危害很大。2016年10月底，广东清远一种猪场暴发仔猪致死性疾病，发病仔猪表现为严重急性腹泻、呕吐、体重迅速下降，5日龄以下的仔猪死亡率高达90%。截至2017年5月，共造成24693头仔猪死亡。经研究，该疾病的病原也是一种冠状病毒，被命名为猪急性腹泻综合征冠状病毒，简称SADS冠状病毒（Swine acute diarrhea syndrome coronavirus, SADS-CoV）。SADS冠状病毒与SARS冠状病毒具有诸多相似之处：均发生于广东，都由新发冠状病毒引起，源头都是菊头蝠，但目前证据显示SADS只会感染猪，并不传染人。在当时的新闻报道中，SADS冠状病毒也被称为“新型冠状病毒”，之所以叫作新型，只因其是一种新发现的病毒罢了，和当前发生的2019新型冠状病毒（2019-nCoV）是完全不一样的病毒。

SADS冠状病毒导致广东猪场暴发仔猪致死性疾病（图片来源于网络）

三、2019新型冠状病毒从何而来？

根据国家卫健委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》，此次从武汉市不明原因肺炎患者下呼吸道分离出的冠状病毒为一种属于β属的新型冠状病毒。虽然2019新型冠状病毒与SARS和MERS冠状病毒同属于冠状病毒这一大家族，但其基因特征与它们有明显区别。目前所见传染源主要是新型冠状肺炎感染的肺炎患者。经呼吸道飞沫传播是主要的传播途径，亦可通过接触传播。

目前对于2019新型冠状病毒没有特异治疗方法，也并无现有可用疫苗，治疗以对症、支持为主。对此，我们不用感到恐慌，因为科学家们在探寻2019新型冠状病毒的路上一往无前，正在探寻有关这一病毒更多的秘密，这些将为人类战胜这些病毒提供坚实的基础。

1月23日，中科院武汉病毒所石正丽团队发表预印本文章，提出新型肺炎病毒或来源于蝙蝠。该研究首次证实了该新型冠状病毒使用与SARS冠状病毒相同的受体（ACE2）进入细胞，并发现新型冠状病毒与一种蝙蝠的冠状病毒的序列一致性高达96%，为后续科学家们追寻病毒的起源提供了重要依据。目前，与2019新型冠状病毒有关的科学问题才刚刚开始。例如，若蝙蝠是这一新型冠状病毒的起源，那它是如何传播到武汉市华南海鲜市场的动物和人身上的呢？未来的问题仍有待人们进一步挖掘。

2019-nCoV的基因组分析与系统发育分析（Zhou et al., Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin, BioRxiv, doi: https://doi.org/10.1101/2020.01.22.914952）

当下，虽无针对2019新型冠状病毒的特效药，但保持基本的卫生、养成安全的饮食习惯、避免密切接触等正确的防护手段可有效预防病毒感染。针对此次冠状病毒疫情的暴发，世界卫生组织提醒，随着全球监测工作的改善，可能会发现更多冠状病毒。对于SARS、MERS以及2019新型冠状病毒这类具有跨种传播至人群可能的新发传染病，最有效的预防是从疾病的源头做起，不去侵扰蝙蝠等野生动物的自然栖息地，减少与蝙蝠等传染源动物的接触机会。另外，由于中间宿主相对于自然宿主和人类接触机会更多，在病毒从自然宿主到人的传播链中往往扮演着关键角色。因此，杜绝野生动物交易、避免养殖动物与宿主的接触对预防人冠状病毒也具有重要意义。

参考文献：

1. 中国新闻网. 《世卫组织：冠状病毒变种是非典型肺炎"病根"》.

   http://www.chinanews.com/n/2003-04-17/26/295153.html

2. Li W, Shi Z, Yu M, Ren W, Smith C, et al. (2005) Bats are natural reservoirs of SARS-like coronaviruses. Science 310: 676–679.

3. Ge XY, Li JL, Yang XL, Chmura AA, et al. Isolation and characterization of a bat SARS-like coronavirus that uses the ACE2 receptor, Nature volume 503, 535–538(2013).

4. 边葶苈，周继勇，廖敏. 冠状病毒非结构蛋白的研究进展, 中国动物传染病学报，2013，21(4): 67-74.

5. Zhou P, Fan H, Lan T, et al. Fatal swine acute diarrhoea syndrome caused by an HKU2-related coronavirus of bat origin. Nature, 2018, 556:255-258.

6. 国家卫生健康委员会. 《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》（第四版）.

http://www.nhc.gov.cn/xcs/zhengcwj/202001/4294563ed35b43209b31739bd0785e67.shtml

7. Zhou, P., et al., Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin. BioRxiv, 2020: p. 2020.01.22.914952.

来源：中国科学院武汉病毒研究所

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