四种人新型冠状病毒的研究进展

　　文章作者：钱艺 谢正德

　　冠状病毒（Coronavirus)是一个常见而又古老的病毒大家系，自发现以来一直被认为是对人类相对无害的一类病毒。2003年严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV)的暴发流行彻底颠覆了人类对于冠状病毒的已有认识，意识到其高致病潜能，并发现蝙蝠可以作为致命性冠状病毒的自然宿主。

　　随着分子技术的进步和人们对冠状病毒的深人研究和探索，分别于加04年和加05年发现人冠状病毒NL63(human Coronavirus NL63，HCoV-NL63)和人冠状病毒HKU1(Human Coronavirus HKU1，HCoV-HKU1)。2012年发生在阿拉伯半岛并持续进展的中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome Coronavirus，MERS-CoV)的暴发流行，警示冠状病毒对人类仍存在重大危害，而其分布范围之广超乎人们的预期。

　　现就自SARS-CoV暴发流行以来全球新发现的4种人新型冠状病毒（SARS-CoV、HCoV-NL63、HCoV-HKU1和MERS-CoV)的研究进展进行综述。

　　一、冠状病毒简介

　　冠状病毒于1937年首次从禽类分离。1965年Tyrrell等将普通感冒患者鼻冲洗液接种到人胚气管细胞，检测到病毒增殖，并于1968年鉴定为人冠状病毒。

　　冠状病毒成熟病毒体为多形态有包膜的颗粒，直径75?160nm，因在电子显微镜下观察可见其表面有形似日冕的棘突而得名。

　　冠状病毒基因组为单股正链RNA，是已知RN八病毒中最大的，编码包括对病毒复制所必需的复制酶基因（1a/1b)和包括核衣壳蛋白N、剌突蛋白S、膜蛋白M、包膜蛋白E、血凝素酯酶HE在内的结构蛋白基因，以及不同种类冠状病毒所特有的辅助蛋白基因。

　　冠状病毒包括感染哺乳动物和禽类的多种亚型。目前基于全基因组序列进化分析，将冠状病毒分为4类，包括CT冠状病毒、β-冠状病毒、γ-冠状病毒和A-冠状病毒，其中p-冠状病毒又分A、B、C、D四系。

　　经典人冠状病毒包括2个血清型：人冠状病毒229E(human Coronavirus 229E，HCoV-229E)和人冠状病毒OC43(human Coronavirus OC43，HCoV-OC43)。

　　经典人冠状病毒与近年发现的4种人新型冠状病毒的基因组特点、受体及相关疾病等特点总结见表1。人类20%的普通感冒由人冠状病毒引起，其感染主要发生在冬春季节，广泛分布于世界各地。

　　

　　目前有研究表明，人冠状病毒感染与更为严重的呼吸系统疾病如支气管炎、毛细支气管炎、肺炎等相关，尤其在幼儿、新生儿、老年人和免疫抑制人群，此外还与某些院内病毒感染相关。

　　二、近年发现的4种人新型冠状病毒

　　1.SARS-CoV:SARS-CoV属于p冠状病毒B群，形态结构与经典冠状病毒相似，病毒基因组全长29.7kb，包括14个潜在开放阅读框，编码包括与其他巳知冠状病毒一致的复制酶、结构蛋白和8种特异性辅助蛋白。

　　SARS-CoV的受体包括血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE2)和CD209L。ACE2是一种锌依赖性肽酶，与S蛋白的相互作用，在介导病毒人侵细胞、促进病毒复制、加重急性肺损伤方面发挥重要作用。SARS-CoV的S1C-结构域被确认是ACE2的受体结合域(receptor binding domain，RBD)。

　　研究认为，SARS-CoV的RBD是研制SARS疫苗最重要的靶点，它能够产生有效的中和抗体反应和针对不同SARS-CoV毒株的交叉保护作用，基于RBD的亚单位疫苗的安全性也高于其他种类疫苗。

　　2002年11月16日始于我国广东省佛山市的SARS暴发流行，全球累计报告发病8422例，死亡916例，疫情波及29个国家，其中我国共报告SARS患者7748例，死亡829例，分别占全球总数的92.0%和90.5%。SARS流行主要集中于冬春季节，糖尿病、心脏病是SARS患者死亡的重要危险因素。

　　SARS患者主要表现为发热、咳嗽、进行性呼吸困难和低氧血症，严重者发展为急性呼吸窘迫综合征（ARDS)，实验室检査典型表现为淋巴细胞计数减少和肝功能异常，患者可因肺泡损伤所致快速进展的呼吸衰竭而死亡。

　　儿童感染SARS-CoV的临床病情较成人患者轻，发生SARS的概率较成人低。前期对北京地区16例实验室确诊的儿童SARS病例观察并随访，结果显示儿童SARS病例的症状、体征较成人表现为轻，预后较好，未发现远期严重并发症。目前尚无经证实对治疗SARS-CoV感染有价值的抗病毒药物。

　　纪晓光等证实，α干扰素和γ干扰素及配伍后均在体外有抗SARS-CoV作用。Carbajo-Lozoya等发现，低浓度、非细胞毒性的他克莫司（FK506)能够强烈抑制SARS-CoV在培养细胞中的生长，为临床治疗SARS-CoV感染提供了实验依据。

　　有报道证实中华菊头蝠是SARS冠状病毒的源头，同时提出某些SARS样冠状病毒可能无需通过中间宿主而直接感染人类。该研究结果对于描绘冠状病毒在自然宿主中的进化历程，进一步研究和开发相关抗病毒药物和疫苗，从而预防和控制可能再次发生的冠状病毒大流行具有重大意义。

　　2.HCoV-NL63：HCoV-NL63于2004年从1名7个月的患毛细支气管炎、结膜炎的婴儿身上分离得到，是继SARS-CoV之后发现的第4个对人类具有感染性的冠状病毒。

　　HCoV-NL63属于cr冠状病毒，该病毒基因组全长27.5kb，与其他冠状病毒相比，其鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比例（GC含量）较低（37%?42%)。HCoV-NL63利用ACE2作为受体。

　　HCoV-NL63感染在全球范围均有报道，流行间期约2年。HCoV-NL63以幼儿感染最为多见，在儿童呼吸道感染患者中的检出率为1.0%?9.3%。

　　HCoV-NL63感染呈全年流行，其高峰季节为冬季，但不同地区存在差异，如我国重庆地区报道的感染高峰季节则为夏、秋季。

　　HCoV-NL63与上、下呼吸道感染均相关，其感染的临床症状与HCoV-OC43和HCoV-229E相似，但在幼儿、存在基础疾病的患者和老年人身上，也经常观察到严重下呼吸道感染的发生。

　　HCoV-NL63相关下呼吸道感染主要表现为哮吼和毛细支气管炎，主要见于幼儿，其中毛细支气管炎被认为是HCoV-NL63相关疾病中最令人担忧的一种。

　　研究认为，HCoV-NL63阳性患儿比HCoV-OC43阳性患儿更容易发生下呼吸道感染，临床病情也相对较重；也有研究发现，HCoV-NL63感染呼吸道疾病患儿的发热时间及住院时间均短于呼吸道合胞病毒感染者。

　　Leung等则认为，HCoV-NL63感染与年幼、哮吼、热性惊厥、急性胃肠炎等存在相关。HCoV-NL63与其他呼吸道病毒混合感染的情况十分常见，包括其他亚型人冠状病毒、呼吸道合胞病毒、副流感病毒、甲型和乙型流感病毒，以及人偏肺病毒等。

　　3.HCoV-HKU1：冠状病毒HKU1于2005年从香港的1名71岁男性肺炎患者的鼻咽抽吸物中分离得到，它是第5个被确认对人类具有致病性的冠状病毒。

　　HCoV-HKU1属于(T冠状病毒A群，目前尚不能在连续细胞系中培养，包括A、B、C3种基因型，基因组全长29.9kb，GC含量为32%，在已知冠状病毒中最低。在所有冠状病毒中，HCoV-HKU1表现出最明显的密码子选择偏倚。

　　HCoV-HKU1感染全球均有报道，发生率为0?4.4%，中位发生率为0.9%，与其他人冠状病毒无明显差异。HCoV-HKU1的高发季节为冬季，与上、下呼吸道感染均相关，且大都为自限性，HCoV-HKU1感染相关上呼吸道感染主要表现为发热、流涕、咳嗽，HCoV-HKU1感染相关下呼吸道感染主要表现为发热、咳嗽、咳痰和呼吸困难。

　　2012年曾报道从1名由急性咽炎诱发哮喘发作的2岁7个月幼儿的鼻咽抽吸物中检测到HCoV-HKU1。近期报道了1例严重联合免疫缺陷患儿合并HCoV-HKU1感染相关性肺炎，并发生致死性呼吸窘迫综合征的案例。

　　严重病例如肺炎、毛细支气管炎、哮喘急性加重也曾有报道，多见于有潜在疾病的人群。幼儿中HCoV-HKU1感染与热性惊厥的高发生率也存在相关。

　　4.MERS-CoV:2012年在1名死于急性进展社区获得性肺炎和肾功能衰竭的沙特阿拉伯籍60岁男性患者的痰液标本中发现MERS-CoV，是继SARS-CoV之后第2个对于人类具有高致病性的冠状病毒。

　　MERS-CoV属于β-冠状病毒C群，基因组长约30.1kb，与SARS-CoV基因组相似性仅为54.9%，而与扁颅蝠属蝙蝠冠状病毒BtCoV-HKU4和伏翼属蝙蝠冠状病毒BtCoV-HKU5基因组相似性达70.1%。MERS-CoV在低温、低湿环境下较为稳定，甚至在48h后仍然能够恢复活性。

　　Raj等证实，二肽基肽酶4(Dipeptidylpeptidase4，DPP4)为MERS-CoV的功能受体，DPP4为人类、猪、蝙蝠所共有，使该病毒在传播过程中具有较低的种属屏障。

　　与SARS-CoV相似，MERS-CoV的S1C-结构域被确认为是它的受体结合域，MERS-CoV和SARS-CoV的RBD在核心亚单位具有高度结构相似性，但受体结合亚单位的结构却存在明显差异。

　　所有MERS-CoV感染病例均与旅行或居住于沙特阿拉伯、卡塔尔、约旦、阿拉伯联合酋长国存在直接或间接联系。家族聚集发病和无旅行史及接触史的医护人员感染的发生提示该病毒的人际传播特性。

　　研究认为，胳驼可能是MERS-CoV的中间宿主，且有研究发现，沙特阿拉伯地区某种蝙蝠体内发现的冠状病毒与人类先证感染者体内的MERS-CoV的核苷酸同源性为100%，提示蝙蝠可能在人类感染中发挥作用。MERS-CoV在有潜在疾病的患者中容易引起严重疾病。

　　研究报道，012年9月1日至2013年6月15日沙特阿拉伯地区确诊47例MERS-CoV感染病例，其病死率随年龄增长而升高，多数患者（96%)存在基础疾病，包括糖尿病(68%)、高血压（34%)、慢性心脏病（28%)和慢性肾脏病(49%)。

　　MERS患者的主要临床表现包括发热、咳嗽、气促，以及肌肉酸痛、畏寒、寒战和胃肠道表现，胸部X线摄片异常表现多样。

　　实验室检査主要表现为乳酸脱氢酶（LDH)升高，AST升高，血小板计数减少和淋巴细胞计数减少。主要临床并发症包括肾功能衰竭和伴有休克的严重呼吸窘迫综合征。

　　截至2014年5月9日，全球共向世界卫生组织通报536例MERS-CoV感染实验室确诊病例，其中死亡145例，病死率为27.1%。已确诊病例中，儿童19例(3.54%)，大多数临床表现轻微或无症状，预后良好，例患儿死亡，分别为1例存在基础慢性肺疾病的2岁男童和1例合并肾病综合征的9个月男婴。

　　研究发现，联合应用α干扰素-2b和利巴韦林治疗MERS-CoV感染的恒河猕猴能够有效减少病毒复制，调节宿主反应，改善临床预后。进行已知抗病毒药物的抗MERS-CoV活性检测，发现仅霉酹酸具有较低半数有效浓度和高选择性指数，而利巴韦林和干扰素均具有体外抗MERS-CoV活性，可考虑应用于MERS的试验性治疗。

　　三、总结

　　SARS-CoV与MERS-CoV在种属进化上均与蝙蝠冠状病毒关系密切，人感染后病死率较高，且具有一定的人际传播能力，导致密切接触者尤其是医护人员感染，但儿童较成人感染率低，症状轻，预后佳。

　　HCoV-NL63、HCoV-HKUi致病性较弱，儿童作为主要感染对象，其感染率、疾病严重程度均明显高于成人患者。高致病性人新型冠状病毒的发现表明，冠状病毒的跨种传播和感染已经成为人类面临的新的健康威胁，对儿童人冠状病毒感染情况进行长期监测，具有重要临床意义。

　　中华传染病杂志 2014年9月第32卷第9期

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