年11月16日,中国广东顺德出现了首例SARS(萨斯)病例,年5月21日,最后一例SARS病人出院。前后半年,中国境内五千多人感染,人死亡。SARS遗留下来的后遗症,如股骨头坏死等,至今仍然折磨着那些幸存者们。往后几年间,随着秋季和降温到来,人们常常会在媒体看到或听到如禽流感、H7N9、MERS等新鲜名词。这些病毒从哪里来?如何传染人,又是怎样蔓延开的,不仅是科学家研究的主题,也是普通百姓最热衷的讨论话题之一。1月20日,随着湖北武汉市和异地出现疫情大规模蔓延,国家卫健委发布1号公告,将新型冠状病毒感染的肺炎纳入《中华人民共和国传染病防治法》规定的乙类传染病,并采取甲类传染病的预防、控制措施。将新型冠状病毒感染的肺炎纳入《中华人民共和国国境卫生检疫法》规定的检疫传染病管理。年12月31日:武汉市卫健委第一次发布“不明原因病毒性肺炎”通报,发现27例;
年1月7日,专家组从1例阳性病人样本中分离出一种新型的冠状病毒样株;
年1月8日:初步确认了新型冠状病毒为此次疫情的病原;
年1月12日:世界卫生组织(WHO)正式将引发此轮肺炎的病毒命名为新型冠状病毒(-nCoV);
年1月21日:终南山院士授访时透露一患者感染14名医务人员信息,首个超级传播者出现;
自年12月底疫情发生以来,在排除了流感、禽流感、腺病毒、严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)等其他呼吸道病原体后,专家组认为,本次不明原因肺炎病例的病原体是这种新型冠状病毒。电镜下的新型冠状病毒年1月10日,新型冠状病毒的第一个基因组序列数据公布,随后,陆续又有多个从患者身上分离的新型冠状病毒的基因组序列发布,为研究分析新型冠状病毒的来龙去脉、致病机制提供了第一手资料。通过对几组样本数据的分析,年1月21日,中国科学院上海巴斯德研究所郝沛研究员、医院国家应急防控药物工程技术研究中心钟武研究员和中科院分子植物卓越中心合成生物学重点实验室李轩研究员合作,在SCIENCECHINALifeSciences上在线发表了题为“EvolutionofthenovelcoronavirusfromtheongoingWuhanoutbreakandmodelingofitsspikeproteinforriskofhumantransmission”的论文,为我们认识这种新型病毒又提供了重要线索。(戳文末“阅读原文”查看论文)问:武汉疫情的病毒从哪儿来?
答:和SARS是兄弟,有同一个祖先
至今为止,除了本次在武汉引起疫情的新型冠状病毒外,目前人类共发现了6种潜在可以感染人类的冠状病毒,其中,SARS病毒和MERS病毒致病严重程度以及社会影响远远超过其它冠状病毒,是这个家族中的老大。
武汉的-nCoV新型冠状病毒与SARS病毒以及MERS病毒有没有联系?研究者把武汉新型冠状病毒序列与其他两种病毒序列进行了全基因组比对,发现6个新型冠状病毒序列非常相似,它们跟SARS有约70%的序列相似性,跟MERS有约40%的相似性。也就是说,它们更像SARS病毒,而不是MERS病毒。序列差异性主要表现在编码S-蛋白的spike基因上,这是冠状病毒与宿主细胞作用的关键蛋白。
冠状病毒可分为四个属:α、β、γ、δ,SARS和MERS冠状病毒均是β属冠状病毒。进一步遗传进化分析后,研究者发现新型冠状病毒也是β属冠状病毒(Betacoronavirus)。它在进化树的位置上与SARS病毒和类SARS(SARS-like)病毒的类群很接近,但是并不属于SARS和类SARS病毒类群。有意思的是,新型冠状病毒和SARS/类SARS冠状病毒在进化上有共同的外类群——一种寄生于果蝠的HKU9-1冠状病毒。所以可以推断,它们拥有一个共同的祖先,是一种和HKU9-1类似的病毒。蝙蝠是很多冠状病毒的自然宿主,由于新型冠状病毒的进化邻居和外类群都在各类蝙蝠中有发现,研究者推测,新型冠状病毒的自然宿主也可能是蝙蝠。但是,与SARS类似,新型冠状病毒在从蝙蝠到人的传染过程中很可能存在未知的中间宿主。问:新型冠状病毒是怎么感染人的?
答:这与SARS有相似的机制
S-蛋白是冠状病毒与宿主细胞作用的关键蛋白,也决定了病毒的感染力。S蛋白包含两个功能单位:S1和S2。S1能够促进病毒结合到宿主细胞受体上,位于它C端的RBD区负责与受体结合。
在感染人的过程中,SARS病毒的S-蛋白会和ACE2蛋白相互作用结合,MERS病毒S-蛋白会与DPP4蛋白相互作用结合。新型冠状病毒会通过哪种途径感染人?研究者对新型冠状病毒感染人的机制和通路进行了分析。
研究者首先比较了三种病毒S-蛋白的RBD区序列,发现在RBD区域中,新型冠状病毒与SARS病毒比较相似,但与MERS病毒差异很大,所以排除了S-蛋白与DPP4相互作用结合感染人的可能。
虽然新型冠状病毒的S-蛋白RBD区与SARS病毒的RBD区同源性比较高,但是已知SARS病毒S-蛋白与ACE2相互作用的5个关键氨基酸,在新型冠状病毒中有4个发生了改变。
论文作者利用分子结构模拟的计算方法,对武汉冠状病毒S-蛋白和人ACE2蛋白进行了结构对接研究,结果令人惊讶:虽然武汉冠状病毒S-蛋白中5个关键氨基酸有4个发生了变化,但变化后的氨基酸,却整体性上非常完美的维持了SARS病毒S-蛋白与ACE2蛋白相互作用的原来的结构构象,与人ACE2蛋白的亲和力还是很强。尽管新型冠状病毒S-蛋白与ACE2蛋白互作能力相比SARS病毒S-蛋白与ACE2的作用有下降,但仍然达到很强的结合自由能(-50.6kcal/mol)。这一结果说明武汉冠状病毒是通过S-蛋白与人ACE2互作的分子机制,来感染人的呼吸道上皮细胞。
该研究成果为科学防控新型冠状病毒,制定防控策略和开发检测/干预技术手段奠定了科学理论基础。
问:这是敌对国家使用的秘密生物病毒武器吗?
答:不是
任何一种生化武器的运用都会加大导致两个国家直接进入热战争的可能性,在没有实现绝对隔离的情况下,运用病毒、细菌做媒介传播疾病是一种疯狂的行径,因为病毒在人为干预情况下会加速变异进程,最终的结果就是导致疫情在多个地区变得不可控,防范治疗难度变得更大。这不符合当前国际形势和任何政治利益。
蝙蝠:bug般存在,空中病毒战斗机
根据目前的研究,新型冠状病毒的自然宿主可能是蝙蝠。大家可能还记得,年的SARS病毒就来源于蝙蝠,年引发猪急性腹泻的SADS病毒也来自蝙蝠,蝙蝠为什么这么“毒”?对研究病毒的学者来说,蝙蝠的地位十分特殊。蝙蝠是翼手目哺乳动物,在地球上已经生存了万年,几乎和恐龙同时代。据报道,蝙蝠身上能携带超过多种毒性极大、凶险无比的病毒,是真正的高致病性病毒“蓄水池”。许多烈性传染病世界性或地区性大流行,都与蝙蝠脱不开关系。神奇的是,蝙蝠却能“百毒不侵”。为什么蝙蝠能做到携带病毒而不发病?科学家解释,作为唯一一类演化出真正有飞翔能力的哺乳动物,蝙蝠新陈代谢水平非常高,为了适应飞行而在进化中进行了适应性突变,从而直接或间接地影响了蝙蝠的天然免疫系统,这让它们携带病毒却极少出现病症。于是在漫长的进化历程中,蝙蝠成了上百种病毒的自然宿主。问:假设是蝙蝠是源头,那么如何传染人类的?答:蝙蝠到人类的中间环节当然不是“蝙蝠侠”。坊间传闻有狗、豺、果子狸等。我们也不妨大胆猜测,蝙蝠生病了,吃水果把唾液留在水果上,果子狸吃水果携带病毒,人类贩卖果子狸中招了。当然捕猎和运输过程中也会导致诸多问题。
栖满蝙蝠的山洞(来源:武汉病毒所石正丽团队)
请留给大自然多一些空间,也请与大自然保持一些空间--(星语者整理)1.食用野生动物
根据目前的信息,发生在武汉的新型冠状病毒来源地,武汉华南海鲜市场中不仅仅有一般的家禽家畜出售,还有各种山珍野味。下图为一家名为“大众畜牧野味”店的菜单,显示有活狗狸獾、活猪狸獾、活竹鼠、竹鼠肉、活果子狸、果子狸肉等野生动物食品出售。并号称:“活杀现宰、速冻冰鲜、送货上门、代办长途托运”。在该市场所在的西区六街角落,可见随便丢弃的野物宰杀残余、内脏等。不仅不符合一般市场卫生要求,更增加了病毒传播途径。
网上传出的武汉市场野味菜单
盗猎和食用野生动物,不仅是违反野生动物保护法,更严重的是野生动物没有卫生检验检疫,对于动物或人与动物互相传播的病毒是最危险的传播源。即使是所谓的“有证”养殖的部分野生动物,如果检查不严格,也可能混入盗猎的野生动物,普通市民无法区分。不仅是“病从口入”,食用和购买过程接触野生动物的身体、血液、体液等,都有传染的风险。2.直接接触野生动物年也报道了内蒙等地出现鼠疫的情况,幸而得到了控制。很多去户外旅游,比如到内蒙、新疆、青藏高原等地的游客,看到草原上常见的旱獭(俗称土拨鼠)甚至包括野兔等动物,觉得胖乎乎很萌很可爱,就上去喂食甚至触摸,殊不知这都是非常危险的。旱獭等啮齿动物是鼠疫病毒的典型携带者,且携带并不危及其本身的生存,而人接触后就可能沾染上鼠疫病毒。鼠疫大流行曾经在-年席卷欧洲,夺去万人性命,占当时欧洲人口的1/3,被称为恐怖的“黑死病”。今天鼠疫已经能有效防控,但新的病毒又在不断出现。对于普通人来说,只有养成良好的习惯,预防病毒传播才是正确办法。其中常见的户外旅行,要避免直接接触野生动物。抱着土拨鼠发朋友圈或者Vlog都是典型的错误行为。另外包括猴子等动物,如果不恰当接触或者被抓伤,也很容易染病。在户外旅游,要正确对待野生动物,对野生动物敬而远之,才是合适的观赏方式。3.侵犯野生动物栖息地和捕捉野生动物。这也是显而易见的,近年来出现的禽流感、非典等流行病例,专家认为都可能跟侵犯野生动物栖息地有关,除了直接接触处于野生状态的动物,还可能驱使野生动物更多进入人类区域发生接触。至于更多人盗猎、捕杀野生动物、鸟类,其本身也处于危险状态,在缺乏科学防护的条件下接触野生动物活体或死体,都可能染上病毒并携带进入人类传播渠道。还有的宠物商捕捉野生动物当宠物出售,也是导致病毒传播的途径。总的来说,这一次的新型冠状病毒传播可能与野生动物有关,是对人们与野生动物的关系处理方式又发出了一次严厉的警告,只有持正确的态度来对待人与野生动物的关系,既科学保护,又敬而远之,更不要捕杀、食用野生动物或者随意亲密接触,既保护野生动物的自由发展,也保证人类自身的安全,这才是对待野生动物的正确态度。Science科学
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