「冠狀病毒科普」什麼是冠狀病毒?有哪些分類?為什麼容易變異?

掰腿老黃 發佈 2020-01-21T19:10:21+00:00

參考文獻【1】李行 ,歐軍林.冠狀病毒全揭露[J].中國處方藥,2003:15-17.【2】 Ksiazek TG, Erdman D, Goldsmith CS, et al.A novel coronavirus associated with severe acute re


一、冠狀病毒小科普

近期,湖北省武漢市等多個地區發生新型冠狀病毒感染的肺炎疫情。冠狀病毒廣泛的存在於自然界中,它是一大類病毒的統稱。人類、家禽、家畜、寵物皆易感染冠狀病毒。冠狀病毒是成人普通感冒的主要病原之一,高發於冬季。兒童感染冠狀病毒可以引起上呼吸道感染,一般很少波及下呼吸道。

冠狀病毒感染的潛伏期一般為2 -5天,平均為3天。典型的冠狀病毒感染呈流涕、不適等感冒症狀。不同型別病毒的致病力不同,所引起的臨床表現也不盡相同。冠狀病毒還可以引起嬰兒、 新生兒急性腸胃炎,主要症狀是水樣大便、發熱、嘔吐,嚴重者可以出現血水樣便【1】。

二、冠狀病毒名字的由來是什麼?


人們第一次發現冠狀病毒可以引發疾病是在1931年,當時Schalk和Hawn在美國北達科他州發現雞可以感染此類病毒。感染該種病毒後雛雞出現流鼻涕、呼吸困難等呼吸道症狀,嚴重的會發生死亡,產蛋雞則表現為產蛋量減少和蛋白品質下降[2]。


1936年Beach和Schalm確定了引發該疾病的病原體。1965年, Tyrrell和Bynoe利用胚胎的含纖毛氣管組織從普通感冒患者鼻洗液中分離並培養出冠狀病毒【2】,這是歷史上第一株人的冠狀病毒,他們將其命名為B814病毒。隨後, Hamre等用人胚腎細胞分離到類似病毒,代表株命名為229E病毒。1967 年,MclnTosh等用人胚氣管培養從感冒病人中分離到一批病毒,其代表株是0C43株。


1968年,Al mei da等對這些病毒進行了形態學研究,電子顯微鏡觀察發現這些病毒的包膜上有形狀類似日冕的棘突,故提出將這類病毒命名為冠狀病毒。1975年國家病毒命名委員會正式命名了冠狀病毒科【3】。

三、冠狀病毒有哪些分類?


根據病毒的血清學特點和核苷酸序列的差異,目前將冠狀病毒分為冠狀病毒和環曲病毒兩個屬。冠狀病毒科的病毒只感染脊椎動物,在人和動物中的發病率很高,可以引起人和動物的呼吸道、消化道和神經系統疾病。冠狀病毒顆粒的直徑60 - 200nm ,平均直徑為100nm ,呈球形或橢圓形,具有多形性【4】。病毒有包膜,包膜上存在棘突,整個病毒像日冕,不同的冠狀病毒的棘突有明顯的差異。在冠狀病毒感染細胞內有時可以見到管狀的包涵體。

目前已知的能感染人的冠狀病毒共六種, 分別為20世紀60年代發現的人冠狀病毒HCoV-229E和HCoV-OC43, 2003年新出現的SARS (Severe acute respiratory syndrome) 冠狀病毒SARS-CoV, 2004年發現的人冠狀病毒HCoV-NL63, 2005年新發現的人冠狀病毒HCoV-HKU1以及2012年7月在中東地區出現的新型人冠狀病毒HCoV-EMC【5】。

在六種人冠狀病毒中, SARS冠狀病毒目前已經在人群中消失。HCoV-229E、-OC43、-NL63和-HKU1分子流行病學研究表明, 這四種冠狀病毒在人群中普遍存在並呈全球性分布【6】。SARS冠狀病毒感染主要引起成人急性呼吸道症狀, 嚴重者造成死亡。而HCoV-229E、-OC43、-NL63與-HKU1四種常見冠狀病毒通常引起人的普通感冒並能造成成人及嬰幼兒的下呼吸道症狀, 臨床表現主要為發熱、咳嗽、流涕, 嚴重者表現為喉炎、支氣管炎、毛細支氣管炎及肺炎等急性呼吸道症狀, 也有導致胃腸道與神經系統症狀的報導【7】。


四、冠狀病毒為什麼容易變異?

基因重組和基因突變是病毒進化的兩種重要策略。冠狀病毒是一種正鏈單股RNA病毒。大多數細胞生物的遺傳物質為DNA,其具有兩條鏈,呈反向雙螺旋結構。與DNA病毒相比,RNA病毒結構較為簡單,在宿主體內進行複製的頻率高,因此在複製過程中容易「出錯」,發生變異。另一方面,在宿主細胞內進行複製時,宿主細胞也會對病毒進行攻擊。為了避開宿主細胞的攻擊,病毒也會通過變異進化來求生。因此這些都造成了冠狀病毒極易變異。


當一般病毒入侵機體後,人體免疫系統會通過細胞免疫和體液免疫進行防護。防護結束後,體內會存在「記憶細胞」,當病毒再次入侵時,機體會產生特異性免疫,記憶細胞快速分化為漿細胞,對入侵病毒進行精準快速的「清除」。但是由於冠狀病毒極易產生變異,躲過機體的特異性免疫,對機體進行瘋狂「侵占」。

病毒在感染細胞時,首先要通過宿主的細胞膜屏障,經過脫殼、複製和組裝,最後形成病毒粒子釋放到胞外。在此過程中,病毒的表面蛋白首先與宿主細胞的表面受體特異結合,隨後開啟進一步的感染過程。


冠狀病毒是一種囊膜病毒,它結合宿主細胞表面受體後需要進行膜的融合,之後將遺傳物質釋放到宿主細胞內。這個過程主要由冠狀病毒的S蛋白介導【8】【9】。S蛋白中的S1蛋白主要是識別和結合受體,它主要存在於冠狀病毒的膜外凸起球形部分;病毒與受體結合後,存在於病毒突起莖部的S2蛋白促使病毒囊膜與細胞膜相互融合【10】。


​通常情況下,抗病毒藥物的重要機理是干擾病毒與受體結合,但是狀病毒受體結合亞基S1變異程度比較高,病毒易產生抗藥性[4]。因此一些廣譜抗病毒的藥物對於治療冠狀病毒的效果並不好。所以弄清暴發疫情時冠狀病毒的種類、基因組的結構功能、病毒複製的表達調控機理對於特異性藥物的開發以及疫苗的研發有著重要意義。

五、我們如何預防感染?


由於冠狀病毒的傳染源和易感人群無法改變,只有從傳播途徑上想辦法。作為普通人,遠離傳染源是最好的預防。

預防新型冠狀病毒的方法除了我們常說的戴口罩、勤洗手、少去人群密集的地方、少接觸病患等之外還應當注意要儘量避免接觸家禽家畜以及野生動物。


雖然目前官方報導本次爆發的肺炎只限人傳人,但是冠狀病毒的宿主可以是其他家禽家畜以及寵物。而且冠狀病毒極易發生變異,因此還是要儘量避免接觸到家禽家畜及野生動物。另外在食用肉、蛋時也應當完全做熟。


參考文獻

【1】 李行 ,歐軍林.冠狀病毒全揭露[J].中國處方藥,2003(06):15-17.

【2】 Ksiazek TG, Erdman D, Goldsmith CS, et al.A novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome[J].N Engl J Med, 2003, 348 (20) :1953-1966.

【3】 李行 ,歐軍林.冠狀病毒全揭露[J].中國處方藥,2003(06):15-17.

【4】 王歡,丁鏟,廖瑛.冠狀病毒入胞途徑的研究進展[J].病毒學報,2019,35(06):964-971.

【5】 耿合員,譚文杰.新近發現的冠狀病毒研究進展[J].病毒學報,2013,29(01):65-70

【6】 P atrick C Y Woo, Susanna K P Lau, Yi Huang, et al.Coronavirus diversity, phylogeny and interspeciesjumping[J].Exper Biol Med, 2009, 234:1117-1127.

【7】Xiaoyan Yu, Roujian Lu, Zhong Wang, et al.Etiologyand clinical characterization of respiratory virus infec-tions in adult patients attending an emergency depart-ment in Beijing[J/OL].PLoS ONE, 2012, 7 (2) :e32174.

【8】 Li F,Berardi M,Li W,Farzan M,Dormitzer P R,Harrison S C.Conformational states of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein ectodomain[J].J Virol,2006,80(14):6794-6800.

【9】 Zelus B D,Schickli J H,Blau D M,Weiss S R,Holmes K V.Conformational changes in the spike glycoprotein of murine coronavirus are induced at 37degrees C either by soluble murine CEACAM1receptors or by pH 8[J].J Virol,2003,77(2):830-840.

【10】Gallagher T M,Buchmeier M J.Coronavirus spike proteins in viral entry and pathogenesis[J].Virology,2001,279(2):371-374.

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