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杀手档案新冠大流行背后的复杂生物学(2)

来源:今日畜牧兽医 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-04-27 07:02

【作者】:网站采编

【关键词】:

【摘要】SARS-CoV-2的起源依然悬而未决(详见“杀手家族”)。该病毒与一种在中国云南山洞中发现的蝙蝠体内找到的病毒有96%相同的遗传物质,这也是其蝙蝠起源

SARS-CoV-2的起源依然悬而未决(详见“杀手家族”)。该病毒与一种在中国云南山洞中发现的蝙蝠体内找到的病毒有96%相同的遗传物质,这也是其蝙蝠起源论的有力证据,研究人员如是介绍。但这里有一个极为关键的不同点,就在于冠状病毒刺突蛋白(又称S蛋白)有一个名为受体结合域的结构单元,这是冠状病毒能够成功侵入人体细胞的关键。SARS-CoV-2病毒结合域特别高效,但云南蝙蝠病毒似乎并不感染人类,这就让SARS-CoV-2与云南蝙蝠病毒具有了重要的差别。

让事情变得更为复杂的是,在一种名叫穿山甲的鳞状食蚁兽身上发现的冠状病毒具有与人冠状病毒几乎一模一样的受体结合域,但病毒的其他部分却仅有90%的遗传相似性,所以也有研究者怀疑穿山甲并不是中间宿主。突变和重组同时起了作用的事实让绘制冠状病毒谱系图变得十分棘手。

从过去几个月里发表的研究结果来看,尽管这些结果有待同行审查,但结论都指出SARS-CoV-2——或者是其高度相似的祖先——可能已经在某些动物体内潜伏了几十年。根据一篇2020年3月在线发表的研究论文,进化出SARS-CoV-2的冠状病毒分支在140多年前就与如今在穿山甲中发现的、亲缘性近的病毒分支分开进化了。接着,在过去40到70年间,SARSCoV-2的祖先又与蝙蝠冠状病毒进化分离,而后者逐渐失去了自己祖先曾具有的高效的受体结合域,而如今的SARS-CoV-2仍保有这一结构。4月21日发表的另一个研究运用了不同的溯源方法,而得到的结论高度相似。

这一研究的共同作者、美国加州大学伯克利分校的进化生物学家拉斯穆斯·尼尔森(Rasmus Nielsen)说,这些研究结果都意味着漫长的病毒家族史,里面既有由蝙蝠携带的多种冠状病毒分支,又有可能由穿山甲携带的、具有与SARS-CoV-2同样致命的受体结合域的冠状病毒,而其中的某些病毒也许具有类似的可以引发全球性大流行病的能力。他还强调:“我们有必要继续进行监测,并对人畜共患传染病传播引发新病毒株的出现提高警惕。”

向病毒敞开的两扇大门

尽管已知的人冠状病毒可以感染多种类型的人体细胞,它们主要引起的还是呼吸系统感染。区别在于,4种引起普通感冒的冠状病毒可以很轻易地攻破上呼吸道,而MERS-CoV和SARS-CoV则不容易在那儿占据优势,它们更容易成功入侵的是肺部细胞。

不幸的是,SARS-CoV-2二者兼得且非常高效,这让SARS-CoV-2在人体内有了两个落脚之处,芝加哥大学病理学家肖书渊教授如是介绍。他表示,10个来自身边人咳嗽的病毒颗粒足以让你的咽喉细胞被病毒感染,但是咽喉处的毛发样纤毛细胞会发挥自身作用,将这些入侵者清理出去。如果身边人距离你更近,并且朝你咳出了100个病毒颗粒,那么病毒就可能一路直下抵达肺部。

这些能力的差异或许解释了为什么COVID-19的患者有如此不同的经历。新冠病毒可以从咽喉或者鼻子开始入侵,导致咳嗽以及影响味觉和嗅觉,然后就止步于此;也能够一路向下抵达肺部然后造成器官衰竭。而病毒如何到达肺部,是从一个细胞跳到另一个细胞还是蜂拥而至席卷全身,现在仍不为人知,来自美国爱荷华大学的免疫学家、专门研究冠状病毒的斯坦利·珀尔曼(Stanley Perlman)教授如是说。

德国慕尼黑施瓦宾诊所的传染病医生克莱门斯-马丁·温特纳(Clemens-Martin Wendtner)则表示,让病毒能够潜入肺部可能是免疫系统的问题。大多数感染者会产生中和抗体,这种抗体是免疫系统针对病毒定制生产的,可以与病毒结合并阻止其进入细胞。但有的人似乎不能产生中和抗体。这也许就是为什么有的感染者在出现轻微感染症状的一周后就痊愈,而其他感染者却被迟发性肺病击倒。但病毒也可以绕过咽喉细胞,直接进入肺部。一般肺炎都会先出现咳嗽和低烧等这些轻微症状,但新冠患者可能会在未出现这些症状的情况下罹患肺炎。能够感染这两个位点意味着SARS-CoV-2把普通感冒冠状病毒的传染性与MERS-CoV及SARS-CoV的致死性结合在了一起,温特纳医生说,这是该冠状病毒株所具备的不幸且危险的特征组合。

新冠病毒能够感染并在上呼吸道积极繁殖可谓是意料之外,毕竟它的遗传学近亲SARS-CoV并不具备这样的能力。温特纳医生的研究团队从9名新冠患者的咽喉提取了病毒样本,并在实验室中进行了培养,然后他们发表了相关的研究成果。结果显示,咽喉部位的新冠病毒繁殖与传播都非常活跃。这一现象解释了这些遗传学近亲在病毒传播方面存在的关键区别。SARS-CoV-2能够在感染症状尚未显现出来时就从咽喉部分脱壳进入到唾液之中,而通过唾液就可以很容易地在人与人之间进行传播。SARS-CoV在这一方面明显就没有那么高效,通常都是在症状已经全面显现时才开始进入到病毒脱壳期,因此也让其变得容易人为控制。

文章来源:《今日畜牧兽医》 网址: http://www.jrcmsy.cn/qikandaodu/2021/0427/743.html

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