招募 | 张文宏教授新著《2019冠状病毒病——从基础到临床》多语种翻译志愿者会是你吗?
新冠肺炎疫情,对“地球村”的每个国家都是一次大考。在习近平总书记的亲自指挥部署下,中国战“疫”取得阶段性重要成果。在我们最困难的时候,国际社会许多成员给予我们真诚帮助和支持,我们始终铭记并珍视这份友谊。
3月26日,习近平总书记在二十国集团领导人特别峰会上讲话:“重大传染性疾病是全人类的敌人。新冠肺炎疫情正在全球蔓延,给人民生命安全和身体健康带来巨大威胁,给全球公共卫生安全带来巨大挑战,形势令人担忧。当前,国际社会最需要的是坚定信心、齐心协力、团结应对,全面加强国际合作,凝聚起战胜疫情强大合力,携手赢得这场人类同重大传染性疾病的斗争。”
上海医疗救治专家组组长、华山医院感染科主任张文宏新著《2019冠状病毒病——从基础到临床》由复旦大学出版社正式出版。面对新冠肺炎疫情全球“大流行”的严峻形势,中国经验弥足珍贵。在这场全球与传染病抗争的战斗中,及时总结和分享经验、开展国家间的互助与合作尤其重要。我们希望通过本书的出版、翻译及在全球的推广,为各个国家应对疫情提供宝贵经验。
张文宏教授主编
翁心华教授主审
《2019冠状病毒病——从基础到临床》
重 磅 推 出 !
中国工程院
闻玉梅院士、李兰娟院士
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张文宏教授及其团队愿意将本书著作版权无偿授予复旦大学出版社,由出版社联系海外翻译出版事宜,将向西班牙、意大利、伊朗等国提供免费版权。我们急切需要意大利语、波斯语、西班牙语、英语、法语、德语等语种翻译志愿者加入翻译团队,您愿意来试试吗?
疫情紧急,事不宜迟,您如有意愿参加,请于3月31日前将如下样章翻译后发至复旦大学出版社版权部戴老师邮箱:vaneday@aliyun.com,邮件名称请以“语种+张文宏新书+译者姓名+联系电话”格式,如能在邮件中留下您的个人简历等信息更好,以便后续联络。
样章约20页,试译其中5页即可。
PS:版权部同步在联系国外出版社洽谈,国外出版社需对试译的文本进行遴选,选中的译者均享有署名权。本项目系免费输出的版权合作,故不支付翻译费,望予理解。
试译样章
第三章
形态、分类学和结构
一、 系统分类学地位
从系统分类学的角度,冠状病毒属于网巢病毒目(Nidovirales)冠状病毒科正冠状病毒亚科冠状病毒属(Coronavirus)。
冠状病毒属分为4类:α、 β、 γ、 δ冠状病毒属。2018年,ICTV将β冠状病毒属进一步分为5个亚属:Embecovirus、 Sarbecovirus、 Merbecovirus、 Nobecovirus和Hibecovirus(表3-1)。其中前4个亚属分别对应原β冠状病毒属之下的A、 B、 C、 D 4个进化簇(lineages或clusters),Hibecovirus亚属则由分离于中国蝙蝠,且与Sarbecovirus亚属在系统发生上近缘的一类β冠状病毒属进化而来。感染哺乳动物的冠状病毒主要为α、 β冠状病毒属;感染禽类的冠状病毒主要来源于γ、 δ冠状病毒属。SARSCoV2目前被归于β冠状病毒属的Sarbecovirus亚属。
1965年,第1株人的冠状病毒被分离,由于在电子显微镜(电镜)下可观察到其外膜上有明显的棒状粒子突起,使其形态看上去像中世纪欧洲帝王的皇冠,因此命名为“冠状病毒”。冠状病毒的名字“coronavirus”来自拉丁文的“corona”一词,表示“皇冠”之义。
SARSCoV2结构与其他冠状病毒类似,病毒颗粒外包着2层脂质的包膜,膜表面有3种糖蛋白:刺突(spike, S)蛋白;包膜(envelope, E)蛋白;膜(membrane, M)蛋白。冠状病毒颗粒呈不规则形状,直径为60~220nm,平均直径为100nm,呈球形或椭圆形,具有多形性。
2020年1月24日,中国疾病预防控制中心发布我国成功分离的第1株SARSCoV2电镜照片,如图3-1所示(箭头所指即SARSCoV2),病毒周围呈现多个典型的不规则颗粒突起。2月11日,美国国家过敏与传染病研究所在扫描和投射电镜下拍摄到了SARSCoV2的图像(图3-2)。图中可见病毒超微结构,其内部为核衣壳结构,钉状的突起位于病毒颗粒表面,符合典型的冠状病毒形态。人气道上皮超薄切片可见胞外游离病毒颗粒和胞质膜结合囊泡内充满病毒颗粒的包涵体(图3-3)。
二、 基因组进化分析
截至2020年2月23日,已有200多条SARSCoV2的基因组序列上传至GenBank、 GISAID、 Genome Warehouse (GWH)等平台共享,冠状病毒广泛的宿主性及自身基因组的结构特征使其在进化过程中极易发生基因重组,呈现遗传多样性。本部分根据SARSCoV2的全基因组和单个基因、蛋白序列进行比较基因组学和进化分析。
1.基于病毒全基因组的进化分析
基于全基因组的比对结果,对SARSCoV2及下载自美国国家生物技术信息中心(National Center of Biotechnology Information, NCBI)的代表性冠状病毒进行系统发育分析。如图34所示,发现这些病毒株可以明确分为α、 β、 γ、 δ 4个属。图中所示上方的进化分枝α、 β冠状病毒属感染的哺乳动物除人外,还包括蝙蝠、马、猪、牛和狗等。感染禽类的冠状病毒主要来源于γ、 δ冠状病毒属,位于进化树下方的分枝。
SARSCoV2与MERSCoV、 SARSCoV位于同一冠状病毒家族中。其中,β属的Sarbecovirus亚型可进一步分为3个进化枝:第1个进化枝包括此次分离的SARSCoV2临床分离株和Bat CoV RaTG13分离株(GenBank Accession MN996532.1);第2个进化枝为来自中国东部舟山2个蝙蝠衍生的SARS样病毒株(BatSLCoVZC45, GenBank Accession MG772933.1和BatSLCoVZXC21, GenBank Accession MG772934.1);第3个进化枝包括感染人的SARSCoV和多个来自中国西南地区的基因组相似的蝙蝠衍生SARSCoV病毒株。从遗传距离来看,SARSCoV2较SARSCoV更接近Bat CoV RaTG13分离株和蝙蝠衍生的SARS样病毒株。
在序列拼接的基础上进行核苷酸相似度比对发现,和来自中国与美国SARSCoV2分离株最近邻的是Bat CoV RaTG13病毒株,它从云南省的蝙蝠中分离得到,核苷酸序列一致性为96.2%。其次为2株蝙蝠冠状病毒BatSLCoVZC45和BatSLCoVZXC21,相似度分别为88.1%和88.0%,它们与SARSCoV基因组的相似度为79.6%(表3-2)。
根据系统进化分析(图3-4)和基因组相似性证据表明,SARSCoV2是一种来自β冠状病毒属Sarbecovirus亚型的新型β冠状病毒。
2. 基于病毒基因组的单个基因
进一步的逐个基因序列比对显示,SARSCoV2在人类SARSCoV的几个区域均表现出显著的序列差异,包括ORF1a和S的N端区域、ORF3、 E、 ORF6、 ORF7、 ORF8,以及N的中间部分。
据表3-2所示,SARSCoV2的S基因和SARSCoV的相似度为73.4%,和Bat CoV RaTG13的相似度达到93.1%。在其他结构基因E、 M和N的比对中,E基因的相似度最高,均达到90%以上。SARSCoV2的M和N基因和SARSCoV的相似度分别为85.6%和88.8%。
SARSCoV2与来自蝙蝠的BatSLCoV ZC45和BatSLCoV ZXC21相比,ORF1b中的序列一致性(约86%)低于ORF1a中的序列一致性(约90%),即SARSCoV2的ORF1b基因与蝙蝠来源的病毒不一致,形成了独特的进化枝。提示可能在ORF1b基因中发生了重组事件,这个事件更有可能发生在蝙蝠来源的病毒上。图35~38分别为基于S基因、N基因、ORF1a基因和ORF1b基因绘制的进化树。如图3-7、 3-8所示,在进化关系上,SARSCoV2的ORF1b较BatSLCoVZC45、 BatSLCoV ZXC21的亲缘关系较远,而SARSCoV2的ORF1a较两者亲缘关系更近。
3. 基于氨基酸序列的比较基因组学分析
SARSCoV2在蛋白序列上与Bat CoV RaTG13呈现高度一致,氨基酸序列一致性达95.0%~99.9%(表3-2)。与SARSCoV虽然也十分相似,但在某些编码基因上有一些显著差异,如ORF8编码蛋白和SARSCoV的一致性低于40%,ORF3编码蛋白的一致性仅为72.6%。而BatSLCoVZC45、 BatSLCoVZXC21、 Bat CoV RaTG13的ORF8编码蛋白和SARSCoV2却具有惊人的相似性,蛋白序列的一致性介于94%~95%。类似地,SARSCoV2与BatSLCoVZC45和BatSLCoVZXC21的ORF1a和ORF1b在蛋白水平上显示出了非常高的保守性,氨基酸序列一致性达95%~96%,尽管上文所述它们的核酸序列略有差异。
SARSCoV2中最重要的S蛋白与BatSLCoVZXC21的S蛋白的氨基酸序列一致性为81.7%,与SARSCoV的S蛋白的相似性为76%。对S蛋白2个亚基S1、 S2的分析显示,SARSCoV2的S2亚基更加保守,与BatSLCoVZC45和BatSLCoVZXC21蛋白序列一致性约93%,远高于S1的68%。图3-9~3-12分别为基于S蛋白、N蛋白、ORF1a编码蛋白和ORF1b编码蛋白绘制的进化树。
ORF1ab编码蛋白包括的16种非结构蛋白(nonstructural protein, NSP)的氨基酸比对相似性,如表3-3所示,SARSCoV2与SARSCoV的NSP并无显著差异。
4. 时间序列分析
截至2020年2月10日,根据Nextstrain平台(https://nextstrain.org/ncov)发布的基因组数据系统发育学分析,采用星形树模型计算得出SARSCoV2最早出现的时间约为2019年11月中旬(95% CI:2019年10月中旬~12月初)。
三、 病毒基因组结构
SARSCoV2为冠状病毒科正冠状病毒亚科β冠状病毒属中的一个具有E蛋白包被的,基因组约为29891个核苷酸(nucleotide, nt)的单股正链RNA病毒。
基于生物信息学的方法,将其核苷酸序列和同β冠状病毒属的其他冠状病毒,如SARSCoV、 MERSCoV、蝙蝠冠状病毒(BatCov)等,进行序列同源性比对和ORF预测,提示SARSCoV2具有12个潜在的ORF(图3-13),依次为5′复制酶结构蛋白(刺突包膜膜核衣壳)3′,即5′replicase (ORF1ab)structural proteins (SEMN)3′。
5′和3′末端非翻译区(untranslated region, UTR)的长度分别为265和229nt。其中5′UTR具有核糖体结合位点和转录起始信号,3′UTR具有转录终止信号,参与信使RNA(message RNA, mRNA)转录和蛋白质翻译过程。同时两区内还存在多个茎环结构,参与调控病毒复制。
ORF1ab编码复制酶多聚蛋白(polyprotein, pp)1a和pp1ab,2种蛋白经NSP3和NSP5特异性剪切后产生NSP1~16,不同NSPs的功能见表3-4。NSP1是拮抗先天免疫的重要调控分子。既往研究报道,在SARSCoV感染中,NSP1参与调控与细胞活化相关的钙调神经磷酸酶活化T细胞核因子(Calcineurinnuclear factors of activated T cells, CaNNFAT)信号通路,同时能够引起细胞因子的异常表达。NSP12和NSP13分别为依赖RNA为模板的RNA聚合酶和解旋酶,直接参与病毒的复制,因此NSP3和NSP5的剪切活性直接影响病毒后续的复制强度。鉴于nsp5为病毒特异性蛋白水解酶,因此NSP5被广泛认为是抗病毒药物筛选靶点。近期研究已解析其分辨率为1.75(1=0.1nm)的三维立体结构(图3-14)。NSP5为同源二聚体蛋白,具有3个关键的结构域,分别为糜蛋白酶样/小角朊病毒3C蛋白酶样结构域Ⅰ(氨基酸10~99位)、结构域Ⅱ(氨基酸100~182位)和结构域Ⅲ(氨基酸198~303位)。结构域Ⅰ和Ⅱ均含有6股反向β折叠构成的桶状结构,两结构域之间为底物结合位点。结构域Ⅲ具有5个螺旋结构,直接参与同源二聚体的形成。
S基因编码S蛋白,该蛋白包含S1和S2亚基,如图2-13所示,其中S1具有N末端结构域(Nterminal domain, NTD)和受体结合结构域(receptorbinding domain, RBD),这2个结构域在病毒识别并结合靶细胞膜表面受体过程中起重要作用。S2亚基具有氨基酸序列保守的融合肽(fusion peptide, FP)、七价重复(heptad repeat, HR)1和2、跨膜结构域(transmembrane domain, TM)和胞质结构域(cytoplasmic domain, CP)。S1亚基同膜受体ACE2结合后,S2亚基的空间构象发生变化,促进病毒外膜同靶细胞膜或内体膜融合,进而病毒核酸入胞。S蛋白的结构和入胞的机制将在下一节中详细讨论。
ORF3、 ORF6、 ORF7a、 ORF7b、 ORF8、 ORF9b编码病毒的相关协助蛋白,虽然这些蛋白在SARSCoV2的生活史中发挥的具体功能尚不明确,但是已有文献报道ORF3和ORF6蛋白在SARSCoV感染过程中,能显著够抑制干扰素(interferon, IFN)信号通路,拮抗先天免疫。ORF7能通过激活核因子κB(nuclear factor kappaB, NFκB)信号通路,上调细胞因子白细胞介素8(interleukin8, IL8)和炎症性趋化因子5(CC cehemokine ligand 5, CCL5)的表达;ORF8能够引起胞内应激反应,促进NOD样受体家族核苷酸结合寡聚化结构域样受体3(NODlike receptor family, pyrin domain containing3,NLRP3)炎性小体的形成,这些蛋白在SARSCoV2中的作用仍需研究。
E、M和N基因分别编码包膜蛋白、膜蛋白和衣壳蛋白,这些蛋白在病毒的组装、成熟、分泌等过程中起作用。E蛋白在冠状病毒中含量较少,是分子量为8~12kDa的跨膜结构蛋白,具有离子通道活性。研究表明,E蛋白在病毒复制中不起作用,但是其离子通道活性是冠状病毒致病性的重要原因之一。M蛋白在冠状病毒的所有结构蛋白中含量最为丰富,分子量为25~30kDa,具有3个跨膜结构域,在维持病毒形态过程中起重要作用。研究表明M蛋白在病毒颗粒中以二聚体形式存在,有助于同衣壳相互结合及维持病毒膜结构的曲率。N蛋白是目前已知的组成衣壳结构的唯一蛋白,其NTD和C末端结构域(Cterminal domain, CTD)能同冠状病毒RNA相互结合。研究表明N蛋白被高度磷酸化后有助于改变衣壳结构,进而特异性地筛选、结合冠状病毒RNA。
(张 怡 沈忠良)
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序 言
闻玉梅
张文宏教授的团队在最短的时间里针对2019冠状病毒病(COVID-19)及突发传染病编写了这本《2019冠状病毒病——从基础到临床》,实属不易。
战胜新发传染病,我们靠的是什么?第一是靠科学;第二是靠参与,大家参与,群众参与;第三是靠信任,我们要信任自己,信任医务人员,信任国家。在这次的抗“疫” 中,文宏不仅夜以继日地积极参与临床救治,还及时地向百姓传送正能量,鼓励大家参与,相信科学,相信政府,尽到了一位医务工作者应承担的职责;也帮助公众提升了公共卫生意识和责任感。
在这次COVID-19的大流行中,出现了打通学科之间,高校、科研院所、企业之间的界限,共同攻关的可喜事迹。希望今后有更多从“单位及个人所有制” 走向“为民服务制” 的事迹。建议可在我国已经建立的哨点医院及病原体监测站(网)的基础上,开展在兽医、人医、预警、预防、基础、临床、药物、疫苗及中医药等诸多领域间的合作型研究模式;建立新型跨学科、跨部门,更为公开、协同、创新、合作的氛围与体制。这种合作不是短暂性合作,而是要体现出发展感染病学科综合性、社会性及持续性的特色,将学科发展提升到新的高度。
希望本书的出版是建设这一新型学科的起点。希望我国能够建立起更为完善和强大的传染性疾病的基础研究、预防控制和临床诊疗的综合体系,当新发传染病再次出现时,我们能够更为主动和自信地面对这样的挑战,保护人民的生命健康!
前 言
张文宏
2019冠状病毒病(COVID-19),在我国又称为新型冠状病毒肺炎(NCP),犹如一场突如其来的风暴, 使中国面临一场严峻的考验。在这场考验面前,中国感染病学界更是承担着难以想象的责任。
2019年12月,我国武汉市发现多例病因不明的肺炎病例,当时由于引发该病的病原体尚未明确,引发的症状主要为肺炎改变,所以该病被称为“不明原因的病毒性肺炎”。此后,确认引起该病的病原体是一种全新的冠状病毒,该病被改称为“新型冠状病毒肺炎”。但随着对疾病的进一步认识,发现该病不只是导致肺炎,感染者既可能没有肺炎表现,也可能全身多个脏器受累。同时,“新型” 一词并不适合一种疾病在历史中的命名,因此,经过讨论,WHO将该病改称为“2019冠状病毒病”。
在中国武汉出现流行后,随着人群的流动,该病迅速扩展至湖北和整个中国。亚洲其他国家、欧洲、北美洲和大洋洲也相继出现该病,至今,已经演变为一场席卷全球的风暴。极强的传染性与部分患者病情的快速进展是该病的主要特点。在短短2个多月的时间内,该病迅速蔓延。截至2020年2月28日24时,全球累计确诊病例数已经达到84607例,死亡2914例。其中中国内地累计报告确诊病例数达到79251例,死亡2835例。中国面临巨大考验,全球也面临巨大考验。
本次全球疫情和1918年H1N1大流感,以及2003年严重急性呼吸综合征(SARS)的全球流行既有着相似之处,亦有不同之处。相似之处在于都是一种全新的以呼吸道传播途径为主的传染病造成了全球的传播流行,并且由于全体人群均没有免疫能力,造成了大量人员感染和死亡。不同之处在于,无论是相较于100年前, 还是相较于17年前,全球一体化更加密切,交通旅行更加便捷,导致疾病传播的速度也远远超过了之前。同时,由于COVID-19的病原体不同于流感和SARS病毒,因此致病特点和流行特征并不相同。
这场人类抗击新出现的传染病的斗争需要全球性的合作与互助。全球在抗击这场瘟疫中积累的经验与研究成果需要第一时间共享。在不到2个月的时间里, 中国科学家们取得的成绩是举世瞩目的,从来没能在这么短的时间里针对哪个新发传染病获得如此多的研究成果。这些成果包括:迅速找到引起疾病的病原体,中国的科学家率先完成了病毒基因组测序,并且第一时间与全球分享基因序列,初步阐明了该病的传播方式,基本判定该病的潜伏期与临床特点,明确了病毒的存活时间及对各类消毒剂的敏感性,建立了快速诊断的实验室检查方法,初步总结了有效的治疗方案。
特别值得一提的是,中国的医务工作者在COVID-19的流行病学、临床治疗及预防方面积累了丰富的经验。为了应对武汉,乃至湖北在疫情期间医护人员的短缺,包括复旦大学附属华山医院先后派出的5批273名医护人员在内,全国各地已经有数万名医护人员驰援武汉。他们或在专门收治重型和危重型患者的医院,或在收治轻型患者的方舱医院,和当地的医务工作者一起共同奋战在抗击COVID-19的第一线,挽救了大量感染者的生命,防止了疾病的进一步扩散。他们在国内外专业杂志上发表的经验总结对我国临床医生诊治该病有着极大的参考价值与指导意义。战斗在COVID-19一线的医师、医学专家、院士都在不同场合,通过各种媒体总结了自己宝贵的防治经验,给全国战斗在COVID-19一线的广大医务工作者以巨大的支持。
值此抗击COVID-19战役全面展开,并且已经获得包括病原学、流行病学、诊断与治疗学等方面的重要成果之际,作为工作在抗击COVID-19第一线的医务工作者,我们觉得有义务把现阶段全球在抗击COVID-19战役中取得的各项成果做一整理。我们汇集了华山医院感染科长期工作在感染病学临床、基础和医院感控一线的专家,在参阅了目前国内外杂志上发表的大量COVID-19相关文献,学习了我国医务工作者在该领域的经验总结后,希望能从基础研究到临床防治等各方面对COVID-19尽可能做一些粗浅的概括。期盼本书出版后能对广大关心COVID-19研究进展与防治知识的读者有所帮助。尤其值得一提的是,笔者作为上海市COVID-19临床救治专家组组长,协同来自上海各大医院的专家,汇集在上海市公共卫生临床中心,在1个多月的时间里,潜心竭力成功救治了300多位COVID-19患者,并已将诊治经验总结为《上海市2019冠状病毒病综合救治专家共识》,发表在《中华传染病杂志》上。本书在撰写中也参考了部分专家共识的内容,为此我们将专家共识的全文作为附录放在本书末,以供读者参考。
此外,在疫情期间,笔者汇集华山医院感染科的同仁编写疫情分析,比较防控策略,宣传科学正确的防控方法,在1个多月的时间里,在“华山感染” 的公众号上发表了89余篇战“疫”日记,受到广大网民读者的欢迎,每篇的阅读量均接近或超过10万,部分文章阅读量超过百万。为此,我们在本书中也特意采用了部分公众号上发表的内容以求更加全面地反映COVID-19的流行病学全貌和我们对疾病流行的一些深层思考。由于目前COVID-19的相关研究还在迅猛进展中,发表的文献也与日俱增,限于编者时间仓促,并受水平和经验局限,不足之处在所难免,期盼同行专家与广大读者不吝指正,以便能够在再版时进一步完善和补充新的认识。
在本书即将出版之际,正是COVID-19仍在肆虐之时,在此衷心感谢战斗在抗击COVID-19一线的专家学者, 他们取得的防治经验与总结正是本书的真正价值所在。在此也衷心感谢战斗在抗击COVID-19前沿的基础医学专家和流行病学专家,正是他们夜以继日地在研究COVID-19中获得的成果,才使得本书能及时反映COVID-19研究的最新进展。
最后,我们期盼抗击COVID-19的战斗早日结束,祝愿所有的同行在这场战役中都能凯旋,回到家人的身边。
内容简介
本书由复旦大学附属华山医院感染科团队成员编写,参与编写人员包括数位驰援武汉临床一线专家在内的感染病学和临床微生物学专业人员,复旦大学出版社国内独家出版发行。
本书详细介绍了2019冠状病毒病(新型冠状病毒肺炎)的流行病学特征,病毒的基因组和分子结构、免疫学及疫苗最新研究进展、对于国内外关于该新发传染病的临床表现、诊断以及治疗亦有详细论述。
书中较为详细地介绍了2019冠状病毒病的最新治疗方案、抗病毒药物研究进展、糖皮质激素应用、高流量鼻导管氧吸氧和无创通气的选择、有创呼吸机和体外生命支持系统等危重症患者救治等实用信息,并且还介绍了关于如何在医疗机构进行个人防护和院感控制等热门话题。
本书特意选编了疫情在我国流行期间,张文宏教授等发表在华山感染公众号上的20余篇战“疫”日记,以求更加全面地反映COVID-19的流行病学全貌和对疾病流行的深层思考。
本书同时收录了《上海市2019冠状病毒病综合救治专家共识》,以便将上海专家的诊治经验分享给更多的专业人员。
本书为临床一线相关医护人员以及医院感染预防与控制工作者提供了较为详尽和实用的相关知识内容,可作为案头参考书。同时本书也可作为希望深入了解COVID-19相关知识读者的参考读物。
来 源
复旦大学出版社
编 辑
李映潼 丁辰琦
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