冠状病毒的故事:“新型冠状病毒(SARS-CoV-2)”是如何出现的?

冠状病毒并非新出现的病毒;它们与世界上的任何生物一样古老,并且众所周知,它们会引起人类普通感冒。然而,目前因引发新冠肺炎疫情而备受关注的最新变种“SARS-CoV-2”却是新出现的病毒。

普通感冒(由冠状病毒和其他病毒如鼻病毒引起)常常与流感混淆。

流感和普通感冒虽然症状相似,但它们是由完全不同的病毒引起的。

流感病毒的基因组是分段的,这会导致抗原漂移,即同一属病毒之间的重组,从而改变病毒表面负责产生免疫反应的蛋白质的性质。此外,病毒还会随着时间的推移积累突变(DNA结构改变),导致表面蛋白的性质发生变化,这使得抗原漂移现象更加复杂。所有这些都使得研发能够提供长期保护的流感疫苗变得十分困难。1918年造成数百万人死亡的西班牙流感大流行就是由流感病毒引起的,这与冠状病毒不同。

另一方面,引起普通感冒的冠状病毒不具有分节段基因组,因此不会发生抗原漂移。它们的毒性很低,偶尔会导致感染者死亡。冠状病毒的毒性通常仅限于普通感冒症状,很少使人患重病。然而,在近代历史上也出现过一些毒性较强的冠状病毒,例如2002-2003年在中国南方出现的SARS(严重急性呼吸综合征),该病毒在26个国家造成8096例病例,导致774人死亡;以及9年后,即2012年在沙特阿拉伯出现的MERS(中东呼吸综合征),该病毒在27个国家造成2494例病例,导致858人死亡¹。然而,MERS疫情持续流行,并在相对较短的时间内(4-6个月内)消失,这可能是由于其毒性较低和/或采取了适当的流行病学控制措施。因此,当时人们觉得没有必要投入大量资金研发针对这种冠状病毒的疫苗。

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是冠状病毒的最新变种,似乎与SARS和MERS- 2病毒相关,对人类具有高度传染性和致病性。该病毒最初在中国武汉被发现,但很快演变成一场流行病,并蔓延至全球,最终成为全球大流行。这种病毒在特定地区的迅速传播,仅仅是由于病毒基因构成改变导致的高致病性和高传染性所致还是可能由于未能及时向相关国家/跨国机构报告疫情,从而阻碍了及时的防控措施,最终导致迄今为止约一百万人死亡,并使世界经济陷入停滞?

这是人类历史上首次出现现有冠状病毒基因组发生变化,使其成为一种高致病性变种,并引发当前大流行的情况。

但是,是什么导致了如此剧烈的抗原漂移,使 SARS-CoV-2 具有如此强的毒性和传染性?  

科学界流传着几种关于SARS-CoV-2起源的理论<sup> 3,4</sup> 。支持病毒人为起源的观点认为,SARS-CoV-2中观察到的基因组变化需要极长的时间才能自然形成;而其他研究则认为它可能起源于自然<sup> 5</sup>,因为如果人类人工制造病毒,为什么会制造出一种毒性足以引起严重疾病但与人体细胞结合能力却不理想的次优形式,而且它并非使用已知病毒的骨架制造而成呢?

无论如何,事实仍然是,某种几乎无害的病毒在短短18-20年内经历了基因改变,先是演变成毒性较弱的SARS/MERS,最终又变成高传染性和高致病性的SARS-CoV-2,这似乎很不寻常。如此剧烈的抗原漂移,而且中间还存在一个连续的过程,在地球这个天然的“实验室”中,在如此短的时间内发生的可能性极低。即便这是真的,更令人费解的是,究竟是什么样的环境压力触发了这种进化选择?

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参考文献: 

  1. Padron-Regalado E. SARS-CoV-2 疫苗:来自其他冠状病毒株的教训 [提前在线发布,2020 年 23 月 XNUMX 日]。 感染疾病. 2020;9(2):1-20. doi: https://doi.org/10.1007/s40121-020-00300-x    
  1. Liangsheng Z, Fu-ming S, Fei C,zhenguo L. 2019 新型冠状病毒的起源和演变, 临床传染病,第 71 卷,第 15 期,1 年 2020 月 882 日,第 883-XNUMX 页,DOI:https://doi.org/.1093/cid/ciaa112 
  1. Morens DM、Breman JG 等人 2020。COVID-19 的起源及其重要性。 美国热带医学和卫生学会。 在线提供:22 年 2020 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.4269/ajtmh.20-0849  
  1. York A. 新型冠状病毒会从蝙蝠身上飞走? Nat Rev Microbiol 18, 191 (2020)。 DOI:https://doi.org/10.1038/s41579-020-0336-9  
  1. Andersen KG, Rambaut, A., Lipkin, WI et al. SARS-CoV-2的近端起源。 Nat Med 26, 450–452 (2020)。 DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9

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拉杰夫·索尼https://web.archive.org/web/20220523060124/https://www.rajeevsoni.org/publications/
Rajeev Soni 博士 (ORCID ID : 0000-0001-7126-5864) 拥有博士学位。 拥有英国剑桥大学生物技术学士学位,并在斯克里普斯研究所、诺华、诺维信、Ranbaxy、Biocon、Biomerieux 等全球多家机构和跨国公司工作 25 年,并担任美国海军研究实验室的首席研究员在药物发现、分子诊断、蛋白质表达、生物制造和业务发展方面。

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