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冠状病毒的前世今生:2019-nCoV和 SARS-CoV都属于冠状病毒
2020-02-10浏览次数:241
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2月9日,湖北省新型冠状病毒肺炎疫情指挥部召开新闻发布会。中国工程院院士、华中农业大学教授陈焕春在会上指出:新型冠状病毒使用与SARS冠状病毒相同的受体进入细胞,与蝙蝠中发现的SARS相关病毒拥有87.1%的相似形,与SARS病毒有79.5%的相似度,与一个云南的蝙蝠样本中发现的冠状病毒的相似度高达96%。分析发现,新型冠状病毒属于SARS冠状病毒。

随后,陈焕春称该说法属于口误,应为“新型冠状病毒属于SARS相关冠状病毒”,漏掉了“相关”二字。该结论是基于中科院武汉病毒所石正丽研究员的研究成果得出的。
实际上,新型冠状病毒(2019-nCoV)属于冠状病毒的一种,SARS冠状病毒(SARS-CoV)也属于冠状病毒,两者是平行。而且同属于冠状病毒的还有15种,它们之间也是平行的,是同属不同种的病毒。
冠状病毒的混沌之初
现在,新冠状病毒肺炎有了新名,它的学术名也有了,新冠状病毒(2019-nCoV,由世界卫生组织暂定名),可以来捋一捋它们的前世今生。
要说攻击人,并非2019-nCoV一种病毒在兴风作浪,它们有一个家族,既可以抱团作怪,又能各自为阵侵害人。尽管自然界的冠状病毒有15种之多,但“犯人作乱”的只有7种。
显然,迄今研究人员也并没有完全弄清冠状病毒是如何演化的,但是它们的出现一定遵循生物生存的普遍规律,也就是寄生或共生。冠状病毒是生物中极小的一种微生物,只有核酸。比较一下它的大小就知道,它是多么微不足道。新型冠病毒直径为60~140纳米;SARS病毒为80~120纳米;细菌(一般的杆菌)为0.3~5微米;空气中的悬浮颗粒物(PM2.5)小于2.5微米;红细胞平均7微米;PM10,小于10微米。飞沫的直径一般大于5微米,飞沫核直径为1~5微米。新冠病毒传播途径主要是经呼吸道飞沫和接触传播,气溶胶和消化道传播也可能成为传染源,但尚未确定。气溶胶是悬浮在空气中的微粒,大小为0.001~100微米。所以,新冠病毒要附着和侵入大型生物的体内和细胞中,才能利用他人的细胞养分来完成自己基因的复制,并且在其他动物体内繁衍生息。

当初,冠状病毒降临世界时,大约是在公元前8000年,也可能是公元前8100年。它们来自哪种病毒并不知晓,或者其本身也是一种演化的产物。那时,它们基本上是不招惹人类的。因为,它们谁都清楚,人类是自然之主,惹不起还躲不起么。所以,10多种冠状病毒都只是入侵和寄生于各种各样的动物。
至于什么动物,也有了大致的科学考证,冠状病毒只是寄生于蝙蝠或鸟类,选择这两类动物不只是因为这两类动物量多太傻,可以让它们白吃白喝和繁衍后代,它们还可以跟随其宿主免费游览世界。

当然,当蝙蝠和鸟类成为冠状病毒的最佳宿主(源头宿主)后,这些病毒也会占山为王,并划分觅食的地盘。阿尔法(α)冠状病毒和贝塔(β)冠状病毒选择了蝙蝠,伽马(γ)冠状病毒和德尔塔(δ)冠状病毒则选择鸟禽类,它们此后基本上井水不犯河水。不过,它们也会分枝散叶,其中以β繁衍的支系最多,还衍生出了四个独立的亚群A、B、C和D群。
在跟随蝙蝠和鸟类周游世界后,冠状病毒也会移情别恋,转移到别的宿主身上。α、β冠状病毒会转移到猪、犬、猫、鼠、牛、马等动物身上,并感染它们。在18世纪,人类首次从马身上发现了马冠状病毒并分离出来。而γ、δ冠状病毒会转移到鸡、火鸡、麻雀、鸭、鹅、鸽子等身上,并引发它们患病。1937年,博德特和哈德森从小鸡体内第一次分离到了冠状病毒。
再后来,冠状病毒开始入侵人。

病毒老大和老二

人类的兄弟姐妹排序都是以出生年月甚至天、小时和分钟的先后来排序的。因此,7种从动物转移到人身上的冠状病毒也可以首先按从动物转移到人身上的时间先后来排座次。
1965年,老大HCoV-229E被发现,1967年,老二HCoV-OC43被人类缉拿,它们都是在研究人员探究人为什么会感冒时被查获的。
感冒是人们的一种常见病和多发病,最初人们关注感冒时发现多种鼻病毒可引起感冒。而鼻病毒是20世纪50年代被发现的。尽管人们首先发现鼻病毒与感冒有关,但是只有大约50%的感冒由鼻病毒引起。还有其他一些感冒和上呼吸道疾病并非由鼻病毒引起。

于是,研究人员想要弄清,除了鼻病毒外,还有什么病原微生物会引起人们的感冒和呼吸道感染。
1965年,泰瑞尔(Tyrrell)等人利用带有纤毛的人胚气管培养方法,从普通感冒病人鼻洗液中分离出一株病毒,命名为B814病毒。后来,哈姆雷(Hamre)等人用人胚肾细胞分离到类似病毒,代表株命名为HCoV-229E,这就是侵犯人的冠状病毒中的老大。

1967年,麦金托什(Mclntosh)等人同样以人胚气管培养方法从感冒病人鼻腔中分离到另一批病毒,其代表株是HCoV-OC43,这就是侵犯人的冠状病毒中的老二。
当然,如果要向上追溯,老大HCoV-229E和老二HCoV-OC43也可能是来自马、猪,或者是蝙蝠、鸟类,抑或是鸡,但是现在,人们还没有弄清楚。

病毒老三、老四被查获

冠状病毒的老三就是中国人极为熟悉,又十分痛恨的引发2003年严重急性呼吸道综合征(SARS)的SARS-CoV。
查获这个老三,还真是让人费了一把劲。由于当时时间紧,“科学探员”不免在缉拿SARS-CoV误入歧途,以为另一种微生物——衣原体是引发SARS的元凶。2002年11月16日SARS首先在中国广东省顺德市出现,此后缉拿病魔的追凶就开始了。正在全国和世界以忐忑不安的目光关注SARS疫情进展之时,2003年2月18日下午,中国国家疾病预防控制中心(CDC)发布了消息,在广东送去的两例死亡病例的肺组织标本切片里,用电子显微镜看到了非常典型和清楚的衣原体颗粒图像,认定SARS的病原体是衣原体。
然而,这不过是一个冤案,真正的病魔SARS-CoV不禁暗中狂喜,当然,也欢喜不了两个月。世界上13个实验室的“科学侦探”共同奋战和协作,发现了真凶是SARS-CoV,世界卫生组织(WHO)于2003年4月16日宣布,SARS的病原体是SARS-CoV。

在SARS-CoV被缉拿归案后,该轮到追踪冠状病毒老四了。老四就是HCoV-NL63。
2004年12月,一对夫妇焦急不安地抱着一位7个月大的女婴到荷兰阿姆斯特丹大学医院就诊,他们的孩子脸烧得通红,咳嗽不止,怀疑不是上呼道严重感染,就是肺炎。就诊后,这名婴儿被初步诊断为毛细支气管炎。但是,并不知晓是什么病原体引起的。

荷兰阿姆斯特丹大学“科学探员”范德霍克(van der Hoek)等人对此进行了病理学调查和研究,提取了女婴鼻部和呼吸道黏液,结果在样本中发现了一种冠状病毒,命名为HCoV-NL63。后来,在阿姆斯特丹进行的一项研究表明,大约4.7%的常见呼吸系统疾病患者中存在HCoV-NL63。
尽管提取和鉴定这一病毒的研究人员认为,这是一种新型病毒,但其他研究证实,该病毒不是新兴病毒,而是一种持续在人类中传播的冠状病毒,或者说是一种经过基因重组后的冠状病毒。

后来,在世界范围内都发生了HCoV-NL63感染,这一病毒还与许多常见症状和疾病有关。相关疾病包括轻度至中度的上呼吸道感染,严重的下呼吸道感染,臀部病变和细支气管炎。并且,该病毒主要在幼儿、老年人和免疫功能低下者的急性呼吸系统疾病患者中发现。此外,这种病毒也与川崎病有联系。川崎病是儿童时期的全身性血管炎,可能导致冠状动脉瘤。在发达国家,川崎病是儿童后天性心脏病的最常见原因。
进一步的研究表明,HCoV-NL63感染人体细胞也与其他冠状病毒,如SARS-CoV的入侵方式相似,是与人肺泡和呼吸道细胞上的ACE2(血管紧张素转化酶2)受体结合,进而入侵人体,引发疾病。

捉拿病毒老五、老六和老七

老五是HCoV-HKU1。
2005年1月,一名71岁的男子从深圳返回香港,身体不适,有发烧和咳嗽,之后发生急性呼吸窘迫症状,在就医后后入院治疗。经影像学检查证实为双侧肺炎。
由于2003年发生了SARS,当时“科学探员”以为这名男子的病原体也是SARS-CoV。但是,对这名男子的呼吸道提取物进行取样进行基因检测,发现了一种此前不曾见过的冠状病毒,并命名为HCoV-HKU1。

不过,对于这种新型的冠状病毒,既不好溯源追踪,也难以认定是2005年首次发现。因为,研究人员对2003年SARS期间患有呼吸系统疾病患者的鼻咽部抽吸物的检测分析时,在一名35岁肺炎妇女的样本中发现了CoV-HKU1 RNA的存在,说明这种病毒早在SARS期间就存在了,至于是否从SARS-CoV突变和基因重组而来,并没有确切的研究结论,只是认定HCoV-HKU1与SARS-CoV差异较大,是一种新的冠状病毒。至于它最初来自什么动物,也很难确认。

而且,在最初发现HCoV-HKU1后,2005年在澳大利亚北部的10名患者中也发现了该病毒。在5-8月之间(澳大利亚冬季)收集一些人的呼吸道样本后,研究人员发现,大多数HCoV-HKU1都来自冬季后期的儿童。这也说明,HCoV-HKU1感染也是世界性的,同时主要感染儿童。

老六就是引发2012-2015年中东呼吸综合征的MERS-CoV。2012年9月在沙特阿拉伯首先发现一种由新型冠状病毒引起的急性呼吸道疾病。而且,“科学探员”在2012年发现的首例沙特阿拉伯死亡患者的体内分离到MERS-CoV,经过基因检测,发现这一病毒与从骆驼体内分离和检测到的冠状病毒相同,因此认定骆驼是MERS-CoV的中间宿主,其源头宿主还是蝙蝠。显然,MERS-CoV也是从蝙蝠身上“玩够了”,再随蝙蝠到骆驼,然后利用人与骆驼的亲密接触跳跃到人身上
老七不多说了,就是2019-nCoV。在2019年12月引发中国武汉第一人犯病后半个月,就由中国的“科学探员”查明身分,缉拿归案。

7种“妖魔”的毒力排座次

至此,侵犯人的7种冠状病毒身分已查明,也缉拿归案。但说实话,目前人类还是拿它们没办法,即便判它们死刑,也无法执行,因为没有对其执行的武器,包括药物和疫苗。不过,再等一段时间,科研人员就会研发出药物和疫苗武器了。

对7种妖魔的排序如果只是按时间,可以排座次如下:1.1965年,发现老大HCoV-229E;2.1967年,发现老二HCoV-OC43;3.2003年,发现老三SARS-CoV;4. 2004年,发现老四HCoV-NL63;5.2005年,发现老五HCoV-HKU1;6.2012年,发现老六MERS-CoV;7.2020年,发现老七2019-nCoV。
但是,按照妖魔的毒力和对人造成的危害,主要是致人发病的数量和夺人性命的数量看,还要重新排一下座次。按照这两个标准,SARS-CoV、MERS-CoV和2019-nCoV这三者还需要时间才能排出高下。

世界卫生组织(WHO)统计,SARS-CoV在全球累计致病共8422例,涉及32个国家和地区。全球因SARS死亡人数919人,病死率近11%。中东呼吸综合征在全球累计感染病例共1139例,其中431例死亡,病死率37.8%。

现在,2019-nCoV导致发病人数是最多的,截至2月10日12时,新型冠状病毒肺炎确诊病例40235人,疑似病例23589人,治愈病例3313人,死亡病例909人。以此计算,病死率约为2.2%。而且,随着时间推移,新冠病毒肺炎导致的发病数还会增加,将大大超过SARS和MERS。

此外,HCoV-NL63可以排座为老四,因为它能引发多种疾病,而HCoV-229E、HCoV-OC43和HCoV-HKU1都不相上下,只引起人的普通感冒和呼吸道感染。所以,对后三者不妨只用一种标准,即被验明正身的时间来排座次。


作者:张田勘

作者:江苏省科普作家协会编辑:刘海亮
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