对新冠病毒的思考：为什么病毒会成为人类主宰世界的最大敌人？

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　　中国目前正处于一种由突发性冠状病毒引起的传染病之中。世界卫生组织正式将这种疾病命名为COVID-19，而冠状病毒研究小组将其潜在病毒命名为SARS-CoV-2。一群不寻常的肺炎患者在12月下旬首次被发现，而新型冠状病毒在1月8日被正式确认为罪魁祸首。迄今为止，根据百度数据，已有7.8万人感染，2718人死亡，主要发生在湖北省。到目前为止，它已经蔓延到29个国家或地区，其中包括美国，有14例确诊病例，另有21例患者在感染后被送回美国。一名美国公民在中国武汉死于该病毒。

　　我们以前见过这样的东西吗？

　　事实上，SARS-CoV-2是过去二十年来出现的第三种新型致病性冠状病毒。第一次发现于2003年，命名为SARS- cov，引起了严重的非典型肺炎SARS。第二种是MERS- cov, 非典出现的10年后出现在中东地区，引发了一种类似的呼吸道疾病，称为中东呼吸综合征(MERS)。自确认以来，已记录了2,494例MERS-CoV感染病例和近900例死亡。SARS-CoV疫情规模更大，但致死率较低。

　　这些病毒从何而来？

　　MERS-CoV和SARS-CoV似乎起源于动物，SARS-CoV-2也可能如此。这使得它们成为人畜共患的，一种可以在人类和其他动物之间传播的疾病。MERS-CoV和SARS-CoV最初是传播给中间动物(分别是骆驼和麝香猫)的蝙蝠病毒，然后人类接触了这些病毒。对SARS-CoV-2序列的遗传分析表明，它们的近亲似乎是蝙蝠身上的一种冠状病毒，然后传播给穿山甲。穿山甲是一种濒危物种，在中国被贩卖用于制造鳞片和食用肉。导致人类感冒的冠状病毒有四种，分别是HCoV-229E、HCoV-NL63、HCoV-OC43和HCoV-HKU1。

　　这些病毒如何在这些物种间的传染的？

　　虽然具体情况有所不同，但该机制基于相同的基本前提：访问和能力。病毒能到达宿主细胞吗？病毒的蛋白质能识别并结合这些细胞上的受体结构吗？如果是这样，这就是它所需要的——病毒现在可以进入细胞并开始复制，感染宿主。

　　SARS-CoV-2是过去二十年来出现的第三种新型冠状病毒。

　　冠状病毒已经非常擅长于弄清楚如何利用这些受体进入宿主细胞。这些病毒利用一种表面糖蛋白——一种附着有糖的蛋白质——称为“穗”蛋白来与宿主细胞结合。(这种蛋白质给了这种病毒冠状的外观，这就是它名字中的“冠”的由来。)蛋白质中负责实际结合的部分，称为S1亚基，可以有很大的不同，这使得病毒可以结合许多不同的哺乳动物宿主物种。

　　大多数感染人类的冠状病毒似乎都附着在哺乳动物细胞上三种特定的宿主受体中的一种。SARS-CoV和NL63使用一种名为血管紧张素转换酶2 (ACE2)的人类受体，MERS使用二肽基肽酶4 (DDP-4)， 229E使用氨肽酶N (APN)。这些蛋白都存在于人体气道的上皮或表面细胞上，很容易成为任何空气传播病毒的攻击目标。最近两项关于SARS-CoV-2的研究表明，与SARS-CoV一样，它使用ACE2作为受体。

　　还有其他人畜共患的病毒吗？

　　还有另一种通常从动物宿主中出现的病毒：流感。几乎所有已知的流感病毒都起源于水禽，如鸭子、鹅、燕鸥、海鸥等相关物种。许多病毒从鸟类传播到其他物种(包括人类)。通常，新物种是一个死胡同；例如，禽流感病毒可以从鸟类传染给人类，但不能在人类之间传播。但有时，一种新的病毒也能在人群中有效传播。我们最近一次看到这种情况是在2009年的H1N1，一种在人类之间传播的猪病毒，最终导致了一场大流行。H1N1病毒导致了1918年的全球大传染。

　　流感病毒利用自身的病毒糖蛋白——血凝素(H)来获取宿主细胞。它与上呼吸道有唾液酸残基的细胞结合，唾液酸残基是附着在蛋白质和脂质末端的糖链。这些唾液酸可以有不同的形式，有不同的键(唾液酸原子与糖结合的方式)。鸟类流感更喜欢链接称为α2 3链接，唾液酸结合糖半乳糖通过特定的碳原子。这种连接使唾液酸和半乳糖直立起来。人适应流感病毒似乎更喜欢α2,6键，它使用一个不同的碳原子和有更多的弯曲的外观。这种唾液酸偏好被认为是决定病毒可感染哪些物种的主要因素，它限制了纯禽流感病毒感染和在人群中传播的能力。

　　还有哪些因素会影响哪些动物疾病会传染给人类？

　　最近的研究表明，宿主和病毒之间的相互作用也可以被宿主蛋白酶——分解蛋白质的酶——所改变，因此，决定哪些宿主容易受到哪些病毒攻击的，不仅仅是穗蛋白的构成。这些蛋白酶可以切断部分突刺蛋白并改变其与宿主细胞的结合方式，因此通常不会感染人类细胞的病毒可以在蛋白酶治疗后做到这一点。

　　中间物种的作用也可能比科学家最初认为的更为复杂。研究人员最初怀疑这些物种是冠状病毒从原始宿主物种进入人类的必要条件。也许病毒进化并适应了中间物种，使其更有效地与人类细胞结合。然而，最近的研究表明，一些蝙蝠冠状病毒可以不通过中间宿主感染人类细胞——这意味着大量未被发现的冠状病毒可能潜伏在那里。

　　同样，我们一旦相信猪会作为一个“混合容器”,禽流感病毒会成为更好地适应哺乳动物，因为猪似乎都α2,3,α2 6-linked唾液酸的细胞气管，让人类和鸟类病毒混合，产生新颖的人适应病毒。但是，虽然猪可以发挥这一功能，但我们现在知道，这种混合是不需要的，而且禽流感病毒可以感染人类，而不需要猪作为媒介。

　　由于这两种病毒的多样性和它们跳跃宿主的倾向，它们都面临着持续的挑战。事实上，这种多样性可能首先允许这些跳跃，因为一个大的、多样化的种群可能比一个更同质的种群更可能包含可以结合多种宿主受体的病毒。因此，冠状病毒和流感都具有大流行的潜力。

　　我们能做什么来保护自己？

　　首先，洗手以保证自身安全，避免接触脸和眼睛——这些做法有助于避免感染任何一种病毒。你可以通过直接吸入空气中携带病毒的飞沫或接触受污染的表面，然后感染你的鼻子和眼睛来感染病毒，而鼻子和眼睛的粘膜是病毒进入的地方。

　　研究人员每年都在研发流感疫苗，科学家们也在为实现流感研究的圣杯而努力，这是一种通用的疫苗，可以抵抗所有类型的病毒。对于冠状病毒，我们还没有那么深入。严重疫情的偶发性意味着资金和专业知识的匮乏。许多实验室目前正在设计一种SARS-CoV-2疫苗，但进行动物和人类临床试验需要时间。

　　研究人员还将继续监测新出现的流感病毒和冠状病毒，检查它们的基因组，以确定它们对人类的适应特征。我们可能已经等不到SARS-CoV-2了，但是我们仍然可以为下一次做好准备。