每当一种致命的新病毒出现时,它总是会引起人们极大的恐慌。从公元前记载的疑似天花到1918年席卷全球的西班牙流感,从1976年的第一次埃博拉出血热到2003年的非典,每一次病毒入侵都带来了严重的后果。< br>
到2019年底,一种全新的冠状病毒悄然出现目前,该病毒没有正式名称。我们现在称之为2019-nCoV随着研究的深入,我们已经掌握了越来越多的关于新型冠状病毒的信息,但仍然存在一些尚未解决的问题。
在我们深入了解2019-nCoV之前,我们必须面对的第一个基本问题是:
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病毒是否存在?,一个看似简单的问题,实际上是生物学中一个非常有争议的问题。
所有病毒都是由遗传物质(脱氧核糖核酸或核糖核酸)和蛋白质组成的有机物质。从这个角度来看,它们似乎有生命特征。然而,它们不能自己表达生命现象,必须依赖宿主细胞生长和复制,这与我们对生命的定义相悖。
因此,目前在大多数生物分类中,病毒不包括在生物的三个主要领域中(细菌、古细菌真核生物)病毒通常被认为是“类似生物的”
由于病毒不能留下化石证据,我们对其起源和进化的推断更多地来自于对病毒和宿主之间的DNA序列的研究和比较。从已知的病毒中可以看出,病毒具有丰富的多样性,它们也可能通过自然选择进化。一些科学家认为病毒的自组装也可能帮助我们理解生命的起源。
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。那么,什么是冠状病毒?顾名思义,冠状病毒是根据它们在电子显微镜下的冠状外观来命名的:冠状病毒主要包括四种主要结构蛋白,它们的外冠实际上是突起蛋白(S)、包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和核衣壳蛋白(N)在一些β冠状病毒中有第五种结构蛋白血凝素酯酶蛋白。该图显示了2019-nCoV的3D模型|图片来源:科学动画
更具体地说,它是一种单链正链核糖核酸病毒,是已知基因组中最大的核糖核酸病毒之一,含有约26-32,000个碱基这些病毒通常会感染哺乳动物和鸟类,导致宿主的呼吸道和肠道感染。
新型冠状病毒(2019-nCoV)是已知的第七种人类冠状病毒:
冠状病毒属于冠状病毒科正冠状病毒亚科,分为α、β、γ和δ四个属,其中β冠状病毒可分为四个谱系:甲、乙、丙和丁目前,我们知道有7种冠状病毒可以感染人类。
事实上,大多数人以前都感染过冠状病毒。20世纪60年代,科学家首次发现了能够感染人类的冠状病毒,即人巨细胞病毒229E和人巨细胞病毒43。20世纪60年代末,科学家逐渐发现这两种病毒可以引起轻微的上呼吸道感染和感冒。另外两种可导致轻微呼吸道感染的NL63和HKU1分别于2004年和2005年发现。但最令人震惊的冠状病毒是2003年的非典和2012年的MERS冠状病毒。它们的出现让人们意识到冠状病毒也可能是致命的。这两种病毒会导致严重的呼吸道疾病,并且死亡率很高。
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2019-nCoV是如何诞生的?严格地说,这个问题没有明确的答案,但是基于对冠状病毒的现有知识和对新病毒的研究,科学家们正试图概述这种新病毒的进化。
由于冠状病毒基因组庞大,它们也更容易在复制中“出错”。“错误”意味着变异,变异也有机会带来新的特征,给它们更多机会感染新的宿主。
在全基因组水平上与蝙蝠冠状病毒(RaTG13)有96%的一致性这一结果表明2019-nCoV可能是由蝙蝠冠状病毒进化而来的。然而,4%的序列差异意味着数千个核苷酸的缺口,这可能不能满足直接感染。因此,蝙蝠冠状病毒和2019-nCoV之间可能有一个(或几个)中间宿主,并且病毒通过中间宿主的“跳板”进一步改变。
根据最新未发表的研究,科学家发现从穿山甲中分离的冠状病毒株与目前人类株之间的序列相似性高达99%,因此穿山甲可能是潜在的中间宿主。然而,参与该项目的研究人员也强调,这绝不是最终结果,我们仍然需要更多的努力来进一步了解该病毒。
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2019-nCoV是如何进入人体的?
冠状病毒的突起蛋白(S)可以理解为它们进入细胞的“钥匙”,而宿主细胞表面的受体就像保护宿主细胞的“锁”当“钥匙”碰到相应的“锁”时,病毒就会进入细胞
冠状病毒的S蛋白种类繁多,作用机制复杂。可以理解,不同的冠状病毒在进化过程中获得了不同的钥匙,它们对应的受体也不同,这在很大程度上决定了冠状病毒能够感染的细胞类型。例如,大多数导致普通感冒的冠状病毒可以感染人类的上呼吸道,而严重的冠状病毒可以渗透到人类的下呼吸道和肺部
根据现有研究,新型冠状病毒进入细胞的受体与非典型肺炎冠状病毒相同,均为血管紧张素转换酶2;MERS-CoV进入细胞的受体是DPP4(二肽基肽酶4)两种受体都存在于肺细胞表面,病毒可以在肺中大量复制,导致感染和严重的呼吸道疾病,如肺炎。如何复制
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2019-nCoV?像所有病毒一样,冠状病毒必须依赖宿主细胞进行复制因此,它们必须首先进入细胞,从细胞中“窃取”物质,以完成自己的繁殖根据冠状病毒分子生物学(1997)的论文,对
冠状病毒感染和复制过程进行了简单说明,但没有按比例绘制。|图片来源:克伦姆/维基普通
简而言之,冠状病毒有一层包裹单链核糖核酸的包膜当冠状病毒通过其突起蛋白与细胞表面的分子结合并进入细胞时,病毒将除去外壳并释放核糖核酸到细胞质中。冠状病毒核糖核酸有一个5’甲基化末端和一个3’多聚腺苷酸尾部,并能附着在细胞的核糖体上。冠状病毒基因组中编码有一种复制酶。复制酶可以利用宿主细胞的机制将核糖核酸病毒基因组转录成新的核糖核酸拷贝。当产生不同的蛋白质时,病毒在内质网腔中聚集,最终通过高尔基囊泡运输到细胞外这种新病毒将利用同样的机制继续感染更多的细胞。
当然比细胞中实际发生的事情的一般描述要复杂得多,还有许多细节需要进一步探索和揭示。
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2019-nCoV能在体外“存活”多久?病毒的“存活”通常是指保持感染的能力。像其他病毒一样,2019-nCoV的存活时间受到环境因素的极大影响。由于病毒的特殊结构,它们需要某些附件(如液滴)才能“存活”目前,已确认的病毒传播方式包括呼吸道飞沫传播和接触传播,气溶胶和消化道等传播方式尚未确定。< br>
我们对该病毒的研究仍在逐步深入根据一般规则,包膜病毒比无包膜病毒更“脆弱”,因为病毒在感染细胞时需要保持结构完整性。根据现有的研究,李兰娟院士在2月3日的一次电视采访中说,这种新的冠状病毒在干燥环境中存活了约48小时,在空气中两小时后其活性显著下降。从人体喷射出的液滴会停留在不同物体的表面,并能在一些光滑的表面上存活几个小时。如果环境(温度和湿度)合适,它们还可以存活5天。因此,所有的医务工作者和科学家都在强调戴口罩和经常洗手的重要性。对于易于擦拭和安全的表面,消毒剂如医用酒精可用于消毒。
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2019-nCoV和其他冠状病毒有什么区别?
根据现有研究,2019-nCoV属于β冠状病毒谱系B,其基因序列与非典型肺炎冠状病毒的一致性为79.5%在传染性非典型肺炎冠状病毒和多囊卵巢综合征冠状病毒中,2019年非传染性非典型肺炎与传染性非典型肺炎冠状病毒的关系更为密切。这种新的冠状病毒属于一种与非典相关的病毒,这也从侧面证明了两者使用相同的受体。然而,这两种病毒的基因序列一致性不到80%,这表明2019-nCoV是一种新型病毒,不能简单地说是非典的“卷土重来”。
根据目前对新冠状病毒的理解,这种病毒的致死率低于其“近亲”非典-柯夫和默斯-柯夫截至2020年2月3日下午24时,全国确诊病例死亡率约为2.1%,97%的死亡患者集中在湖北省。根据目前的观察,病毒在不同个体中的表现明显不同。一些老年人和患有基础疾病的患者在感染后会出现严重症状,但也有许多患者患有轻微疾病。
受体进入细胞的差异可以部分解释病毒之间的差异我们的呼吸道是通往外界的直接通道,所以在正常情况下,这里实际上是一个“戒备森严”的地方,许多病原体在正常情况下可以被过滤和清除。例如,MERS病毒的受体DPP4存在于支气管下部的大量细胞中,这需要大量的病毒涌入体内。因此,中东地区许多MERS患者与骆驼密切接触,MERS-CoV的死亡率是目前已知的三种严重人类冠状病毒中最高的。什么决定了不同冠状病毒的毒性?
但是受体不能解释整个问题。引起普通感冒的非典型肺炎,2019-nCoV和NL63,都使用ACE2受体进入细胞,但是这三种冠状病毒引起的疾病、感染部位和严重程度是非常不同的。这背后的原因仍然不明,许多问题仍有待解决。科学家推测,这种差异可能是由尚未发现的其他受体或辅助受体的存在造成的。
此外,免疫系统对不同病毒的反应机制也可能发挥作用当病毒入侵时,它们需要学会绕过宿主的免疫防御。一旦细胞检测到病毒,就会启动自身的免疫反应,而大多数免疫反应都是双刃剑,也会对宿主产生一定的负面影响因此,病毒诱导的免疫反应的破坏性和严重程度也会影响病毒感染的后果。
的科学家还发现,不同的冠状病毒携带不同的辅助蛋白,但我们对辅助蛋白的功能了解不够。一些研究表明,一些辅助蛋白不会影响非典病毒的复制,但一些研究表明,去除它们将降低病毒的致病性。然而,在冠状病毒中,编码突出蛋白和辅助蛋白的基因的复制更容易出现“错误”,这似乎是“有意”促进病毒的进化
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为什么2019-nCoV如此有影响力?0传染病基本再生数
基本再生数(R0)可用于衡量感染性疾病的发展,其定义为“患者在其平均疾病期内感染的人数,此时所有人在疾病的初始阶段都是易感的”。价值越大,感染力越强。目前,2019-nCoV的R0值初步估计在1.4-3.3之间,1月29日和31日两项研究给出的估计值分别为2.2和2.68。由于对这种病毒的认识可能会改变,但就目前的研究成果而言,可以说这种新的冠状病毒的传播力不如非典强。
但是2019-nCoV似乎比17年前的非典病毒更“狡猾”,而且变得更加隐蔽。疾病早期的症状与普通感冒或流感非常相似,有些患者的症状并不十分明显,因此更容易被患者忽视或轻视。2019-nCoV的潜伏期也相对较长。然而,这些病人仍然具有传染性,他们已经成为主要病毒的传染源。病毒隐藏在人群中,因此影响已经扩散到更广的范围,增加了防控工作的难度。
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可以用什么方法消除2019-nCoV?由于新的冠状病毒刚刚进入人们的眼睛,新的冠状病毒的大部分物理和化学特征来自于目前对“非典”和“非典”的理解。根据“新型冠状病毒感染肺炎的诊断和治疗方案”(试验版本5),该病毒对紫外线和热敏感。将温度保持在56摄氏度30分钟可以有效地灭活病毒。此外,75%的酒精、乙醚、含氯消毒剂、过氧乙酸、氯仿等脂质溶剂能有效灭活病毒。值得一提的是,尽管病毒不太喜欢干燥的环境,但我们通常所说的“干燥”并不能完全满足消灭病毒的条件。
目前没有针对冠状病毒的特异性药物由于冠状病毒的热敏性,17年前当气温逐渐升高时,非典从公众视野中消失了。各国科学家也在加紧研究和临床试验各种药物来对付这种新病毒。
目前,来自全国各地的医务工作者和科学家聚集在湖北。在“战争流行病”的前线,可以看到许多科学家熟悉的面孔。钟南山、李兰娟、陈伟...世界上许多团队正在组织药物试验和疫苗研发。这的确是一个付出沉重代价的教训。它再次教会我们尊重自然,但这绝对不是一个不可逾越的困难。
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