北京看白癜风去哪家医院 http://baidianfeng.39.net/index.html“新型冠状病毒如何从小感冒发展到致人死地？”
编译：步摇
编辑：tuya
出品：财经涂鸦
文章为《ScientificAmerican》年2月5日刊登的报道。
持续爆发的年新型冠状病毒（-nCoV）被世界卫生组织宣布为国际公共卫生突发事件，并以其所属的病毒家族命名。
“冠状病毒”一词最初不为人所知，但是大多数人都遇到过这种形式较轻的病毒，其中四种毒株引起了大约五分之一的普通感冒病例。其他类型冠状病毒则导致某些动物种群中某些流行疾病。但是直到前二十年前，所有已知的人类变种冠状病毒引起的疾病是如此微不足道，以至于冠状病毒的研究甚至于一潭死水。
这一切都在年发生了变化，当时中国SARS（严重急性呼吸系统综合症）爆发的病原体被确定为冠状病毒。宾夕法尼亚大学的微生物学家SusanWeiss说：“该领域的每个人都感到无比震惊。”“人们才开始真正关心这一类病毒。”
据报道，这种爆发是在冠状病毒从动物（最有可能是果子狸）跃入人类并产生了一种人畜共患病的疾病开始的。这些病毒在的跨物种跳跃在年得到了进一步证实，当时另一种病毒从骆驼传播给人类，导致了MERS（中东呼吸综合征）。迄今为止，这种疾病已经杀死了人，主要是在沙特阿拉伯，死亡人数占感染者的约34％。
SARS，MERS和新的冠状病毒几乎可以肯定都起源于蝙蝠。对-nCoV基因组的最新分析发现，它与先前在中国特定蝙蝠物种中发现的冠状病毒共享96％的RNA。
爱荷华大学的微生物学家斯坦利·珀尔曼说：“这些病毒已经在蝙蝠中存在了很长时间了”，却没有让动物生病。但是，在中国武汉市的动物市场上没有蝙蝠被出售，所以这里面存在中间宿主物种导致了疾病的爆发。这种情况似乎是这些疫情爆发的共同特征，这样的宿主可以通过促进更多或不同的突变来增加病毒的遗传多样性。
但是什么是冠状病毒？是什么决定了它是否，何时以及如何跨越传播给人类，以及它将具有怎样的感染力？是什么导致了从流鼻涕进化到致命疾病？自这些病毒首次成为严重的全球健康威胁以来，多年来，研究人员一直在研究其分子生物学，以试图回答此类问题。
冠状病毒解析
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链RNA（而不是DNA）组成，并且每个病毒颗粒都包裹在蛋白质“包膜”中。所有病毒的作用基本上都是相同的：细胞并选择其某些成分来复制自身，然后感染其他细胞。但是RNA复制通常缺乏细胞在复制DNA时采用的错误校正机制，因此RNA病毒在复制过程中会出错。冠状病毒是所有RNA病毒中最长的基因组-由30,个字母或碱基组成-并且病原体复制的材料越多，出错的机会就越大，这就导致了这些病毒突变非常迅速。这些突变中的某些可能赋予新特性，例如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组成：核衣壳，包膜，膜和刺突。核衣壳形成遗传核心，被包裹在由包膜和膜蛋白形成的球中。刺突蛋白形成棍棒状的突起，突出于整个球，类似于树冠或太阳的日冕，因此得名。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，进而决定了物种的范围。
引起感冒的冠状病毒与引起严重疾病的冠状病毒之间的主要区别在于，前者主要感染上呼吸道（鼻子和喉咙），而后者在下呼吸道（肺）中壮成长并可能导致肺炎。
SARS病毒与一种称为ACE2的受体结合，而MERS与一种称为DPP4的受体结合-两者都在肺细胞中发现。这些受体在组织和器官中分布的差异可能解释了这两种疾病之间的差异，例如，MERS比SARS更为致命，并且具有更明显的胃肠道症状。然而，MERS的传染性并不强，这也可能是与受体相关的特征。
爱丁堡大学病毒学家克里斯蒂娜·泰特·伯卡德（ChristineTait-Burkard）说：“DPP4在支气管下部[通向肺部的气道]中高表达，因此必须要有大量病毒进入，因为人的气道非常擅长滤除病原体。”“MERS需要长期，强烈的暴露（以到达肺部），这就是为什么我们看到与骆驼密切合作的人生病的原因。”
相反，由于病原体可以更容易地进入和离开上呼吸道，因此复制到那里的病毒更具感染性。另外，“由于上呼吸道温度较低，因此在不同温度下的复制能力差异很大，”Tait-Burkard说。她补充说：“如果病毒在这样的温度下更稳定，它就不会进入下呼吸道。”
下呼吸道也是一种在生化和免疫学上更具敌意的环境。对-nCoV的分析可以确切的证实，这种新病毒（如SARS）使用ACE2进入细胞。该观察结果符合以下事实：到目前为止，其致死性没有MERS（目前估计的新冠状病毒死亡率约为2％，但随着爆发的趋势和检测到更多病例，这一数字可能会发生变化。）。
但是，由于使用相同受体的病毒可能导致截然不同的疾病，因此情况很快变得复杂。一种称为NL63的人类冠状病毒与SARS结合相同的受体，仅引起上呼吸道感染，而SARS主要感染下呼吸道。“为什么，我们不知道，”Perlman说。
另一个好奇是，ACE2受体在心脏中盛行，但SARS不会感染心脏细胞。南非西开普大学的分子生物学家BurtramFielding说：“这清楚地表明其他受体或共受体也参与其中。”病毒与受体结合只是细胞进入过程的第一步。当病毒与宿主细胞结合时，它们开始一起变异，其他病毒蛋白可能与其他受体结合。菲尔丁说：“为了提高进入效率，它不仅仅是一个主要的接受者。”“也可能还有其他参与者。”
免疫系统的竞争
冠状病毒的另一个重要特征是它们的“辅助”蛋白，这些蛋白似乎参与了逃避宿主的先天免疫反应-人体的第一道防线。当细胞检测到入侵者并释放称为干扰素的蛋白质时，就会启动反应，干扰素会干扰病原体的复制。干扰素触发了抗病毒活性的连锁反应，从关闭宿主蛋白质合成到诱导细胞死亡。不幸的是，大多数这些过程对宿主也不利。
魏斯说：“引起的许多疾病实际上是免疫反应-炎症-以及病毒诱导的破坏性物质。”“那也将决定病毒的毒性，它会诱导多少破坏性免疫反应，而不是保护性反应。”这方面也是为什么基本医学状况如此重要的原因。
迄今为止，大多数死于新的冠状病毒的人，“都有并发症，例如自身免疫性疾病或继发性感染，一旦我们的先天免疫系统正忙于对抗病毒，这种疾病就会变得更加普遍。”Tait-Burkard说。“这就是为什么重要的是对人进行并发症的治疗，并给他们抗生素以阻止细菌感染的发生。”
当然，免疫反应的目的是消除入侵者，因此病毒具有对策。这种特征似乎是各种冠状病毒之间最大的不同。“这些病毒密切相关，但它们具有不同的辅助蛋白，”韦斯补充说，它们“已经进化出可以关闭‘先天免疫’反应的各个方面。”
一些研究人员认为，蝙蝠带有冠状病毒，但不会产生人类会产生的强烈的免疫反应。Tait-Burkard说：“蝙蝠抑制了许多激活我们免疫系统的信号分子，因此它们不会生病。”蝙蝠保持恒定的低水平反应，这可能有助于病毒的进化。泰特-伯卡德（Tait-Burkard）说：“蝙蝠具有恒定的干扰素表达，可以选择能够逃避这种反应的病毒。”“因此，蝙蝠是非常擅长隐藏病毒的容器。”
但我们对于辅助蛋白的认知还非常有限。“可以将它们从某些病毒中取出，而不会影响病毒的生长能力，”Perlman说。“假设蛋白质是抵抗免疫反应的关键，是不是将其清除，免疫反应就会获胜，但结果不一定如此。”一些研究人员认为，辅助蛋白质会影响冠状病毒的致命性。对SARS的研究表明，去除辅助蛋白不会改变病毒的复制效率，但会降低病原性。菲尔丁说：“仍然会制造很多病毒，但危害似乎较小。”
Tait-Burkard说，冠状病毒确实具有纠正遗传错误的能力，但它忽略了其基因组的某些区域。因此，特别是两个部分特别容易发生突变：那些编码刺突蛋白和辅助蛋白区域的部分。Tait-Burkard说：“在这两个领域，冠状病毒会产生很多错误，从而推动了它们的进化，因为它们能够与新受体结合并逃避新系统的免疫反应，这就是为什么冠状病毒如此擅长从一个物种跳跃到另一个物种中传播的原因。”
