冠状病毒这样敲开人体大门
从流鼻涕到重症肺炎,为何同类病毒的致病性差异如此之大?
冠状病毒这样敲开人体大门
新冠肺炎病毒因其强大的感染和传播能力,在全球掀起了一场紧急防控大战。在这一过程中,一系列疑问在医生、科学家,甚至普通人的心中浮现:是什么决定了冠状病毒是否、何时、如何传染给人类,以及达到怎样的传染程度?为什么不同冠状病毒的致病性会有如此大的区别:有的只是让人流鼻涕,而有的则会引发重症肺炎?过去十几年,科学家一直在对冠状病毒进行分子生物学研究,并试图回答这些问题。
拥有RNA病毒中最长基因组
冠状病毒基因组由三万个碱基组成,是RNA病毒中最长的。病原体复制的材料越多,出错的几率就越高,这些突变可能赋予病毒感染新物种的能力
大多数人第一次听说“冠状病毒”是在2003年。不过,人们可能已经遭遇过它们中较温和的一些种类——有四种冠状病毒毒株导致了约五分之一的普通感冒,其他类型毒株则引发了某些动物种群特有的流行性疾病。一直到约20年前,所有已知的冠状病毒感染人类变种所引起的疾病都非常轻微,以至于医学界、科研界对冠状病毒的研究进展相当缓慢。
2003年SARS暴发。当其病原体被确认为冠状病毒时,“与该领域相关的每个人都为之震惊,人们开始真正关心这类病毒。”美国宾夕法尼亚大学的微生物学家苏珊·维斯说。
目前普遍认为,SARS是由于一种冠状病毒从动物(很可能是经由果子狸)传染给了人类。2012年,另一种冠状病毒则可能经由骆驼传染给人类,引发了中东呼吸综合征(MERS)。这些新发传染病的流行,使得冠状病毒日益受到人们重视。
据已有研究推测,SARS病毒、MERS病毒和新型冠状病毒,很可能都起源于蝙蝠。对新冠病毒基因组的最新分析发现,它与一种以前从蝙蝠中鉴定出的某种冠状病毒的RNA有96%的相似度。美国爱荷华大学的微生物学家斯坦利·佩尔曼说:“这些病毒在蝙蝠体内漂浮了很长时间”,但并没有使蝙蝠生病,这表明病毒从蝙蝠感染到人,可能还涉及一个或几个中间宿主物种。这种情况似乎是冠状病毒引发疫情的一个常见特征——通过某些中间宿主,可能触发了病毒更多的突变,从而增加了病毒的遗传多样性。
这些突变是如何发生的?冠状病毒是有包膜的单链RNA病毒,这意味着它们的基因组由一条RNA链组成,每个病毒颗粒都包裹在一个蛋白质“包膜”中。
基本上,病毒做的事情都很雷同:侵入一个细胞,利用其中一些成分复制出大量病毒自身的拷贝。在细胞崩解后,这些复制出来的病毒再去感染其他细胞。但RNA复制通常缺乏细胞复制DNA时使用的纠错机制,因此RNA病毒在复制过程中出错概率更高。
冠状病毒是所有RNA病毒中基因组最长的,由三万个碱基组成。病原体复制的材料越多,出错的几率就越高。这所导致的结果就是,这些冠状病毒突变得非常快。在这些突变中,有的可能就赋予了病毒感染新细胞类型、甚至新物种的能力。
冠状病毒颗粒由四种结构蛋白质组成:核衣壳、包膜、膜和刺突。核衣壳形成遗传核心,包裹在一个由包膜和膜蛋白形成的球体中。刺突蛋白质形成棒状突起,突出分布在整个球形外表上,类似于王冠或太阳的日冕——这也是冠状病毒名称的由来。这些突起与宿主细胞上的受体结合,决定了病毒可以感染的细胞类型,从而也决定了病毒感染物种的范围。
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