2020年2月23日,外媒消息,美國(guó)病毒學(xué)家Kurt Williamson對(duì)于正在爆發(fā)新冠狀病毒COVID-19展開(kāi)一些知識(shí)性討論,文中視頻David Dafashy也談了對(duì)COVID-19的看法,整理如下,以供參考。
Kurt Williamson是一名病毒學(xué)家,是美國(guó)公立常春藤名校之一——威廉與瑪麗學(xué)院(College of William & Mary)生物學(xué)系的副教授,主要從事病毒研究。David Dafashy是威廉與瑪麗學(xué)院內(nèi)科醫(yī)療主任。
Kurt Williamson
首先,什么是“冠狀病毒”?
“冠狀病毒”是基因相關(guān)的病毒家族之一。該名稱源于其在電子顯微鏡下的顆粒外觀,顆粒表層帶有類似節(jié)狀突起,類似于“冠”(Corona在拉丁語(yǔ)中譯為“冠”)。
冠狀病毒與流感或感冒病毒有何不同?
這三種都是我們所說(shuō)的RNA病毒(它們的基因組是由RNA組成,而不是DNA),而且三種都是呼吸道病毒。但是,這三者在基因遺、粒子的排列組合方式以及它們可能引起疾病的嚴(yán)重程度是截然不同的。病毒學(xué)家利用多種特征對(duì)病毒進(jìn)行分類。
例如,冠狀病毒和流感病毒在衣殼(蛋白質(zhì)殼)周圍有一層脂質(zhì)包膜,而引起普通感冒的病毒卻沒(méi)有。以下是其他一些差異的簡(jiǎn)要概述。
冠狀病毒具有由單鏈RNA組成的RNA基因組,即單鏈正鏈RNA基因組,這意味著病毒基因組可以通過(guò)細(xì)胞的蛋白質(zhì)制造機(jī)器——核糖體立即轉(zhuǎn)化為病毒蛋白質(zhì)。
流感病毒也具有RNA基因組-但它具有8個(gè)單獨(dú)的單鏈負(fù)鏈RNA,這意味著該病毒必須攜帶自己的一套酶才能將負(fù)向基因組片段轉(zhuǎn)化為正向,這樣病毒的RNA才能被細(xì)胞的核糖體翻譯成蛋白質(zhì)。
人鼻病毒是人患普通感冒的主要病原。人鼻病毒的基因組類似于冠狀病毒,為單鏈正鏈RNA基因組?;蚪M被包裝成二十面體的蛋白質(zhì)外殼,類似于在棋盤游戲中使用的20面骰子。
冠狀病毒是否傾向于人畜共患病——感染已從動(dòng)物轉(zhuǎn)移到人類?
是的,冠狀病毒確實(shí)傾向于是人畜共患病。人畜共患疾病的來(lái)源稱為宿主。 2002年,起源于中國(guó)的SARS(嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥)暴發(fā)是由冠狀病毒引起的,后來(lái)確定該蓄積宿主為果子貍,最終是蝙蝠。人畜共患病在進(jìn)入人類之前,可以通過(guò)一個(gè)以上的中間宿主傳播。
MERS(中東呼吸綜合癥)起源于2012年,起源于沙特阿拉伯,是由另一種冠狀病毒引起的,而且該宿主似乎又是通過(guò)駱駝媒介傳播的蝙蝠。
近來(lái)爆發(fā)的新冠狀病毒COVID-19與先前暴發(fā)的病毒一樣會(huì)引起類似的呼吸道癥狀,并被認(rèn)為是另一種人畜共患病,但是這次爆發(fā)的源頭和宿主還沒(méi)有得到確認(rèn)。蝙蝠再次受到懷疑。
顯微鏡下MERS冠狀病毒結(jié)構(gòu)(圖自美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心)
為什么冠狀病毒傾向于是人畜共患?。?/p>
有幾點(diǎn)要注意:
1)受體似乎很容易改變。許多病毒都具有識(shí)別特定細(xì)胞的蛋白質(zhì)受體 (就像鎖上的鑰匙),因此病毒只能進(jìn)入特定種類的細(xì)胞。這就限制了哪些宿主可以被感染(例如,人類或蝙蝠),以及哪些宿主組織可以被感染(例如,皮膚或肺)。對(duì)冠狀病毒,似乎相對(duì)較小的受體蛋白質(zhì)的基因序列的改變可以導(dǎo)致大的病毒受體蛋白的變化, 從而使冠狀病毒能夠與多種物種的細(xì)胞表面蛋白發(fā)生相互作用,從而使其更易于從動(dòng)物傳遞到人類。
2)RNA病毒變化很快。與復(fù)制DNA的酶相比,復(fù)制RNA的酶本質(zhì)上是粗糙的。每次細(xì)胞分裂時(shí),我們的細(xì)胞都會(huì)復(fù)制出幾乎完全相同的染色體。但由于這種用于RNA復(fù)制的松散酶,RNA病毒每復(fù)制一次至少會(huì)犯一個(gè)“錯(cuò)誤”。將這些“錯(cuò)誤”乘以受感染細(xì)胞中的病毒基因組數(shù)量,再乘以受感染生物體中的細(xì)胞數(shù)量,再乘以受感染生物體中的受感染生物體數(shù)量 這些錯(cuò)誤就開(kāi)始累積放大。這種變異為選擇和進(jìn)化提供了新的機(jī)會(huì)——例如,新的突變體可能會(huì)更容易感染人類宿主。
3)冠狀病毒的基因組復(fù)制機(jī)制很奇特,可以產(chǎn)生更多的變異。冠狀病毒使用這種奇特的機(jī)制,它們可以從一個(gè)基因組模板開(kāi)始復(fù)制,然后在復(fù)制過(guò)程中切換到另一個(gè)模板。在被一種病毒感染的細(xì)胞中,這種機(jī)制很有趣,但作用不大。但這種機(jī)制在聯(lián)合感染中成為一個(gè)大問(wèn)題:當(dāng)一個(gè)有機(jī)體同時(shí)感染同一病毒的多個(gè)毒株(變體)時(shí)。當(dāng)病毒的兩個(gè)不同版本出現(xiàn)在同一個(gè)細(xì)胞中時(shí),這種模板轉(zhuǎn)換允許產(chǎn)生具有混合特性的新變種,甚至比在前面提到的突變機(jī)制更快。因此,這種病毒可以混合蝙蝠病毒和人類病毒的特性,制造出一種我們的免疫系統(tǒng)可能從未見(jiàn)過(guò)的新病毒。
4)高密度的人和動(dòng)物支持了病毒的傳播。在大多數(shù)城市中,可能的宿主(或人類)密度很高。與動(dòng)物生活在一起的人類,或者通過(guò)砍伐森林進(jìn)行農(nóng)耕等活動(dòng)侵占動(dòng)物棲息地,增加了病毒從動(dòng)物傳播給人類的機(jī)會(huì)。它還增加了合并感染和產(chǎn)生新變異的機(jī)會(huì)。也增加了人與人之間傳播的機(jī)會(huì),并選擇了越來(lái)越好的變異,在人體內(nèi)復(fù)制(并傳播給人)。
現(xiàn)在,這種“新型冠狀病毒”現(xiàn)在有了自己的名字,很像SARS。與SARS等其它疫情相比,這次的COVID-19疫情如何?
美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心(CDC)的數(shù)據(jù)顯示,SARS在2003年的爆發(fā)中達(dá)到了約8400例的峰值。根據(jù)世衛(wèi)組織的數(shù)據(jù),所謂的第19批經(jīng)實(shí)驗(yàn)室確診的病例(截至2月12日)已達(dá)47100例,這還沒(méi)有結(jié)束。與SARS相比,COVID-19在全球范圍內(nèi)的傳播范圍更廣,涉及的國(guó)家也更多。
在傳染的方式上有什么不同?
SARS主要通過(guò)醫(yī)護(hù)人員傳播,而COVID-19的人際傳播似乎在普通人群中發(fā)生得更快。
如何解釋這種差異?
“冠狀病毒”描述了一組基因上有聯(lián)系但不完全相同的病毒。冠狀病毒有四種,不同的毒株可以感染蝙蝠、老鼠、雪貂、豬、老鼠、刺猬、駱駝、鳥(niǎo)類和人類。
SARS和COVID-19之間的一些區(qū)別可以用病毒的來(lái)源來(lái)解釋:什么是宿主,什么是最初的毒株。其中的一些差異可以用病毒進(jìn)入人體后發(fā)生的特定突變來(lái)解釋——突變使病毒能夠在人體宿主中復(fù)制良好,并使病毒能夠更有效地在人與人之間傳播。
給公眾的建議?
Kurt認(rèn)為,在美國(guó),人們不應(yīng)該隔離自己,也不應(yīng)該生活在害怕出門的恐懼中。但是那些在世界各地從事公共衛(wèi)生和醫(yī)療保健服務(wù)的人應(yīng)該引起注意。目前還不清楚這種情況會(huì)發(fā)展到什么程度。隨著航空旅行的迅速發(fā)展,以及COVID-19病例已經(jīng)在美國(guó)和其他國(guó)家產(chǎn)生這一事實(shí),病毒在最終得到控制之前進(jìn)一步傳播的風(fēng)險(xiǎn)任然存在。
最嚴(yán)重的影響和最迅速的傳播似乎發(fā)生在疫情爆發(fā)中心附近。Kurt認(rèn)為在美國(guó)不必太過(guò)恐慌,但它應(yīng)該被非常嚴(yán)肅地對(duì)待。預(yù)防傳染病的最好方法就是經(jīng)常用肥皂和溫水洗手,盡量避免觸摸你的臉(眼睛、嘴巴、鼻子)。