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冠状病毒那些事
发布时间:2020-02-15 12:00:03来源:

2019年12月30日,武汉华南海鲜市场出现不明原因的肺炎疫情,后证实是由一种新型冠状病毒感染引起。至2020年2月15日,全国累计报告确诊66576例新型冠状病毒感染患者,其中治愈8101例,死亡1524例。该疫情引起了全国人民的关注,牵动着全国人民敏感的神经,给我们的工作生活带来了巨大的不便。而这并非冠状病毒对我们人类发起的第一次攻击,长期以来它们都潜伏在我们身边虎视眈眈,等待机会卷土重来。我们今天就好好了解一下它们,做到知彼才能尽快取得胜利。


01

什么是冠状病毒


从系统分类上来看,冠状病毒属于巢病毒目(the order Nidovirales)、冠状病毒科(the family Coronaviridae)、冠状病毒亚科(the subfamily Coronavirinae)。冠状病毒外面有包膜(envelope),基因组为线性单股正链RNA,被包裹在病毒的内部,因此根据其基因组结构分类,它属于单链正义RNA病毒(ssRNA Virus)。病毒基因组5′端具有甲基化的帽状结构,3′端具有poly(A)尾,基因组全长约27-32kb,是目前已知RNA病毒中基因组最大的病毒[1]。成熟的冠状病毒颗粒直径为60-220nm,在电子显微镜下观察,病毒包膜外有明显的棒状膜外子粒(club-shaped peplomere),酷似王冠(crown),故命名为冠状病毒“Coronavirus”[2-3],其模拟结构如图1所示。

21.jpg

图1 冠状病毒模拟结构图

02

冠状病毒的分类


根据系统发育树和血清学特点,冠状病毒亚科可分为α (Alphacoronavirus),β (Betacoronavirus),γ (Gammacoronavirus)和δ (Deltacoronavirus)四个不同的属,其中从武汉市不明原因发热患者下呼吸道分离出的冠状病毒属于β属,为一种新型冠状病毒,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)将其命名为2019-nCoV(2月11日,国际病毒分类委员会将新型冠状病毒正式命名为“SARS-CoV-2”),如下图2所示[4]

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图2 冠状病毒的系统发育树[4]

注:新型冠状病毒2019‐nCoV的系统发育树以红色字体标示


除本次在武汉引起病毒性肺炎暴发疫情的新型冠状病毒2019-nCoV外,人类此前还发现了6种可感染人类的冠状病毒,分别是HCoV-229E、HCoV-OC43、SARS-CoV、HCoV-NL63、HCoV-HKU1和MERS-CoV。其中HCoV-229E和HCoV-NL63属于α属冠状病毒,HCoV-OC43、SARS-CoV、HCoV-HKU1、MERS-CoV和2019-nCoV均为β属冠状病毒。


不同的冠状病毒感染人体后出现的症状虽有差异,但常见体征大致都包括有呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。在较严重病例中,感染还可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭,甚至死亡。


03

冠状病毒与人类疾病


1) HCoV-229E

针对人冠状病毒的研究最初始于1965年,Tyrrell等用人胚气管培养方法从普通感冒病人鼻洗液中分离出一株病毒,命名为B814病毒。随后,Hamre等用人胚肾细胞分离到类似的病毒,并将代表株命名为229E病毒。HCoV-229E的全称是human coronavirus 229E,属α属正链RNA冠状病毒,它的致病性较低,主要引起人的普通感冒和上呼吸道感染,除此之外还可能引起胃肠道疾病及神经系统症状[5]


2) HCoV-OC43

1967年在美国马里兰州贝塞斯达市,国家健康协会病毒性疾病实验室的McIntosh等用呼吸道感染患者的人胚气管进行组织培养(Organ Cultures,OC),从中分离了6株形态与鸡传染性支气管病毒(avain infectious bronchitis virus,IBV)十分相似的病毒。之后病毒学家们从这6株“似IBV”病毒中选取了2株接种到乳鼠的脑组织中,结果乳鼠中现了脑炎综合征。因最初是用人胚气管进行的OC,故将这两株命名为OC43和OC38。它们的致病性均较低,一般引起鼻炎、咽炎和喉炎等呼吸道症状。也有研究表明OC43能使免疫力低下的婴幼儿和老人出现严重的下呼吸道症状,如支气管炎、肺炎等[6]


3) HCoV-NL63

HCoV-NL63于2004年被首次报道,其分离自荷兰阿姆斯特丹某医院一名患有毛细支气管炎和结膜炎的7月龄患儿。随后,意大利、澳大利亚、日本、比利时、法国、瑞典、德国、美国、韩国以及我国也有了相关报道。HCoV-NL63的临床表现主要是发热、咳嗽、咽痛、鼻炎等。感染幼儿可表现为下呼吸道相关症状,其中以支气管肺炎和毛细支气管炎为主,另外可伴有腹痛、腹泻等消化道症状[7]


4) HCoV-HKU1

HCoV-HKU1于2005年首次从一香港肺炎患者体内分离所得,由香港大学发现并进行命名。HCoV-HKU1主要引发轻微上呼吸道感染,可引起老年人和有基础疾病患者重症肺炎,甚至导致重症患者死亡。另有报道表明HCoV-HKU1还与儿童惊厥,胃肠道疾病,幼儿急性哮喘有关[8]


上述的HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63和HCoV-HKU1是四类比较常见的人冠状病毒。研究发现,全球10-30%的上呼吸道感染是由这四类冠状病毒引起,主要在春季和冬季流行,潜伏期2-5天,人群普遍易感,主要通过人与人接触传播[9]。同时,它们也是造成普通感冒的第二大病因,仅次于鼻病毒。


5) SARS-CoV

SARS即严重急性呼吸综合征(Severe acute respiratory syndrome,SARS),是一种以呼吸系统症状为主要表现的传染性疾病,它的病原体为SARS冠状病毒(SARS-CoV)。2002年,SARS-CoV首次发现于我国广东省部分地区,之后波及我国24个省、自治区、直辖市和全球其他28个国家和地区。


SARS的潜伏期为2-14天,发病较急,首发症状是高热,偶有畏寒、身体疼痛和乏力,另有明显的呼吸道症状如咳嗽、少痰或干咳等症状。重症病例甚至会发展为呼吸衰竭,急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、休克和多器官功能衰竭等严重后果。


SARS-CoV可能起源于蝙蝠、果子狸等野生动物。人群普遍易感,儿童感染率较低,且被感染人群为主要传染源,其中症状明显的病人传染性较强,潜伏期或治愈的病人一般认为不具有传染性。自2002年11月至2003年7月全球首次SARS流行中,全球共报告确诊病例8096例,死亡774例,病死率为9.6%[10]


6) MERS-CoV

MERS-CoV即中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East Respiratory Syndrome-Coronavirus),于2012年9月发现于沙特阿拉伯,是一种高致病性冠状病毒,也成为第6种已知的人冠状病毒。该病毒主要在中东地区流行,后在欧洲、亚洲和北美洲等27个国家和地区也先后出现该种感染病例和传播现象,并且这些病例均与中东有直接或间接的联系,如来自中东或有过中东旅行史。


MERS-CoV的感染者初期表现出发热、咳嗽、畏寒,喉咙、肌肉及关节痛等临床症状,随之呼吸困难,后迅速发展为肺炎。严重者在肺炎的基础上迅速发展为呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合征(ARDS),肾脏衰竭,甚至死亡等严重后果。


人群普遍易感MERS-CoV,单峰骆驼是MERS-CoV的一大宿主,且为人间病例的主要传染来源,人与人之间传播能力有限。根据WHO通报,截至到2015年8月17日,MERS-CoV的全球累计感染病例达1401例,其中80%的病例来自沙特阿拉伯,共500例死亡,死亡率高达36%,高于SARS流行期间9.6%的死亡率[11-13]


7) 2019-nCoV

虽然2019-nCoV与两种高致死率的冠状病毒SARS-CoV和MERS-CoV同属于β属冠状病毒,但是他们之间也存在明显的差异。2020年1月10日,2019-nCoV的全基因组检测也已完成,经基因组比对2019-nCoV与SARS-CoV有约79%的相似性,与MERS-CoV有50%的相似性[14],在基因水平上说明2019-nCoV与前两者有一定的差异。如今由2019-nCoV引起的疫情已快速覆盖我国所有省、自治区、直辖市和特别行政区。至2020年2月15日10:21,全国累计确诊66576例2019-nCoV感染患者,治愈8101例,死亡1524例。这些数据显示,尽管相比于2003年的SARS和2012的MERS,新型冠状病毒(2019-nCoV)的致死率较低,但其传播速度较快,防疫工作仍然不容小觑。 


自疫情发生以来,各省、市、自治区接连启动重大突发公共卫生事件一级响应,始终将人民的身体健康和生命安全放在第一位,为此次“战役”建起了第一道防线;全国各地医护人员踊跃前往疫区前线抗击疫情又为我们建起另一道防线;而我们能做到的就是不给国家增加负担,做好个人防护使自己不被感染。


参考文献

[1] Weiss S.R, S Navas-Martin. Coronavirus pathogenesis and the emerging pathogen severe acute respiratory syndrome coronavirus[J]. Microbiol Mol Biol Rev, 2005. 69(4): 635-64.
[2] Department of microbiology, university of leicester (http://WWW.micro.msb.le.ac.uk/3035/
Coronaviruses.html).
[3] Holmes, Kathryn V. SARS-Associated Coronavirus[J]. New England Journal of Medicine, 348(20):1948-1951.
[4] Chen Y, Liu Q, Guo D. Emerging coronaviruses: Genome structure, replication, and pathogenesis. J Med Virol. 2020;1–6.https://doi.org/10.1002/jmv.25681 .
[5] 董晓春. 人冠状病毒HCoV-229E的研究进展[J]. 职业与健康, 2014(24):143-145+149.
[6] 胡琴,谭文杰. 人冠状病毒HCoV.OC43的研究进展[J]. 中华预防医学杂志, 2013, 47(7):661-664.
[7] 胡叶养,林广裕. 新型人冠状病毒HCoV-NL63的研究进展[J]. 国际流行病学传染病学杂志, 2009, 36(5):350-352.
[8] 刘培林,史蕾,顾大勇,等. 人冠状病毒HCoV-HKU1研究进展[J]. 中国公共卫生, 2017(8).
[9] Shuo Su. Epidemiology, Genetic Recombination, and Pathogenesis of Coronaviruses[J]. Trends in Microbiology, 2016, 24(6):490-502.
[10] 中国疾病预防控制中心网站. http://www.chinacdc.cn/jkzt/crb/zl/szkb_11803/jszl_2275/
202001/t20200121_211326.html.
[11] 阮红梅,张健之. 中东呼吸综合征冠状病毒(M ERS-CoV)的研究进展[J]. 中国人兽共患病学报, 2014(8):848-854.
[12] 世界卫生组织网站. https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/middle-east-respiratory-syndrome-coronavirus-(mers-cov).
[13] 代嫣嫣, 夏帅, 王茜, et al. 人类高致病性冠状病毒SARS-CoV和MERS-CoV的流行与突变--共性与个性特征的启示[J]. 生命科学, 2016(3):357-366.
[14] Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8.


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