冠状病毒论文

什么是冠状病毒？

它是一组密切相关的RNA病毒，可感染动物和鸟类，并将疾病传播给人类。由于这种病毒的存在，人类和其他生物可能出现从轻微到致命的呼吸道感染。有时，人们可能只会患上普通感冒，这是轻微感染。然而，更危险的变种可能导致SARS、MERS和其他严重的病毒，引发一场仍在全球范围内持续的疫情。由于存在这些严重的病毒，人体会变得虚弱，免疫力会大大降低，以至于身体容易受到其他常见疾病的侵害，并在与这些疾病作斗争时面临困难。它们会导致牛、猪和老鼠腹泻，同时也会导致猪和牛的肝炎和脑脊髓炎。冠状病毒拥有巨大的RNA病毒基因组，长度在26到32千碱基之间。

词源

“冠状病毒”一词源自拉丁语“corona”，意为“皇冠”或“花环”。它本身又是从希腊语“κορώνη”（korṓnē）演变而来，意为“花冠、花环”。当June Almeida和David Tyrrell首次注意到并研究人类冠状病毒时，他们给出了这个名字。一个非官方的病毒学家小组在1968年《自然》杂志上首次使用该术语来描述这个新的病毒家族。病毒表面的刺突蛋白（peplomers）是造成这种形态的原因。

国际病毒分类委员会（后来称为国际病毒命名委员会）于1971年承认冠状病毒这一属的科学名称。随着新物种的不断发现，该属于2009年被分为四个：α冠状病毒、β冠状病毒、δ冠状病毒和γ冠状病毒。

它是什么时候开始的？

最早关于冠状病毒感染的报道出现在20世纪20年代末，当时北美爆发了养殖母鸡的急性呼吸道疾病。1931年，Arthur Schalk和M.C. Hawn撰写了第一篇关于北美州达科他州鸡群新呼吸道疾病的详细报告。感染幼鸡的特征是喘息和精神萎靡，死亡率高达40%至90%。1933年，Leland David Bushnell和Carl Alfred Brandly发现了导致该疾病的病毒。当时，该病毒被称为**传染性支气管炎病毒（IBV）**。

20世纪60年代，美国和英国开发了识别人类冠状病毒的技术。1961年，在英国医学研究委员会的普通感冒研究所工作期间，E.C. Kendall、Malcolm Bynoe和David Tyrrell获得了被称为B814的独特普通感冒病毒的第一个样本。1965年，Tyrrell和Bynoe通过连续传代将这种新病毒移植到人胚气管的器官培养中，成功地进行了培养。Bertil Hoorn将这种新的培养技术引入了实验室。当将分离出的病毒鼻内接种给志愿者时，它引起了感冒。通过乙醚处理，该病毒失活，表明其含有脂质包膜。1962年，在芝加哥大学，John Procknow和Dorothy Hamre从医学生中分离出一种全新的感冒病毒。该病毒在肾脏组织培养中分离和生长后，被确定为229E。与B814一样，这种新病毒也会引起志愿者的感冒，并且会被乙醚破坏。

1967年，Tyrrell和苏格兰病毒学家June Almeida在伦敦圣托马斯医院研究了IBV、B814和229E之间的结构差异。通过电子显微镜，这三种病毒可以通过它们独特的俱乐部状刺突和整体形状相互区分。同年，美国国家卫生研究院的研究人员使用器官培养技术从这个新病毒家族中分离出第二种病毒，将其命名为OC43（器官培养）。在电子显微镜下，这种新的感冒病毒OC43表现出独特的俱乐部状刺突，与B814、229E和IBV相似。

后来发现，与IBV相似的这些新的感冒病毒在形态上与小鼠肝炎病毒具有共同的特征。由于其独特的形态特征，这个新的病毒类别被称为冠状病毒。在接下来的几十年里，对人类冠状病毒229E和人类冠状病毒OC43的研究仍在继续。此后，还发现了其他人冠状病毒，包括SARS-CoV、HCV NL63、HCV HKU1、MERS-CoV和SARS-CoV-2。

冠状病毒的结构

冠状病毒的结构通常具有独特的表面突起，是相当大的、大致呈球形的颗粒。它们的尺寸通常在80至120纳米之间，最大可达50至200纳米。平均分子量为40000 kDa（千道尔顿）。它们被包裹在含有多种蛋白质分子的包膜内。**核衣壳、膜蛋白和脂质双层包膜**可以保护病毒免受宿主细胞外环境的影响。

膜（M）、包膜（E）和刺突（S）结构蛋白嵌入构成病毒包膜的脂质双层中。在脂质双层中，E:S:M的摩尔比率约为1:20:300。包膜的直径通常为85纳米。脂质双层以及E和M结构蛋白共同作用，塑造和维持病毒包膜的大小。S蛋白同样重要，因为它们需要与宿主细胞相互作用。

M蛋白

它是一种膜蛋白，是包膜的主要结构成分，决定了包膜的整体形状。它由7.8纳米厚的层组成，氨基酸残基数在218至263之间。它有三个结构域：位于短N端的胞外域、跨膜结构域（跨越三次膜）和位于C端的胞内域。C端结构域形成一个网状结构，增加了包膜的厚度。根据物种的不同，N端结构域可能含有N-或O-糖基。M蛋白在病毒生命周期的组装、出芽、包膜形成和致病性等阶段起作用。

E蛋白

它是一种辅助结构蛋白，在不同物种之间差异很大。一个冠状病毒颗粒中只有大约20个E蛋白分子。它们的尺寸在8.4至12 kDa之间，包含76至109个氨基酸。它们有两个结构域：一个跨膜结构域和一个细胞外的C端结构域。它们嵌入脂质层中，形成一个五分子的离子通道。它们几乎全部是α-螺旋结构，其中跨膜结构域为单螺旋。它们负责病毒的形态发生、细胞内运输和病毒粒子的组装（出芽）。

S蛋白

冠状病毒最显著的特征是其刺突。通常，一个冠状病毒颗粒表面有74个刺突。每个刺突长约20纳米，由S蛋白组成。S蛋白由S1和S2亚基组成。S蛋白是一种融合蛋白，可促进病毒与宿主细胞之间的膜融合以及受体结合。S1亚基包含一个受体结合域，构成了刺突的头部。由S2亚基形成的茎，作为刺突在病毒包膜中的锚定物，并在蛋白酶激活后促进融合。这两个亚基暴露在病毒表面，直到与宿主细胞膜结合才会通过非共价键连接。

核衣壳

它包裹在包膜内，由许多核衣壳（N）蛋白组成，并连续折叠成串珠状。它连接着正义单链RNA基因组。N蛋白是一种磷蛋白，包含三个保守结构域，分子量为43至50 kDa。结构域1和2富含精氨酸和赖氨酸，构成了蛋白质的大部分。由于酸性氨基酸残基多于碱性氨基酸残基，结构域3有一个短的羧基末端，并带有净负电荷。

病毒的传播

受感染的携带者可以将病毒释放到环境中。根据冠状病毒的种类，它们可以通过气溶胶、物体表面传播（fomite）或粪-口途径在宿主之间传播。冠状病毒感染呼吸道上皮细胞。例如，SARS冠状病毒通过气溶胶附着在ACE2受体上并进入人体肺部，感染上皮细胞。

起源

尽管一些研究表明所有冠状病毒的最近共同祖先可追溯到5500万年前或更早，但其他研究声称其不晚于公元前8000年，这表明与蝙蝠和鸟类长期共同进化。据估计，α冠状病毒、β冠状病毒、γ冠状病毒和δ冠状病毒系的最近共同祖先分别出现在公元前2400年、公元前3300年、公元前2800年和公元前3000年左右。许多人冠状病毒的起源来自蝙蝠，而蝙蝠和鸟类是冠状病毒基因库的重要天然宿主，因为它们是温血飞行动物。由于蝙蝠和鸟类物种数量庞大且种类繁多，它们可以携带病毒，因此冠状病毒得到了广泛的进化和传播。

感染类型

冠状病毒的风险因素差异很大。有些相对温和，如普通感冒。相比之下，有些，如MERS-CoV，可能导致30%以上的感染者死亡。冠状病毒可能引起严重的感冒症状，如发烧和腺体增生引起的喉咙疼痛。冠状病毒（无论是病毒直接引起还是继发细菌感染）都会导致原发性和继发性细菌性肺炎和支气管炎。

共有六种已知的冠状病毒，其中一种（SARS）细分为两个亚型，总共有七种冠状病毒。

四种冠状病毒通常引起轻微症状，尽管过去它们可能更具侵袭性

1. HCoV-NL63 (α-CoV)
2. HCoV-OC43 (β-CoV)
3. HCoV-229E (α-CoV)
4. HCoV-HKU1 (β-CoV)

以下三种冠状病毒可引起严重症状

1. SARS-CoV (β-CoV)
2. SARS-CoV-2 (β-CoV)
3. MERS-CoV (β-CoV)

普通感冒

通常，鼻病毒（rhinoviruses）是引起普通感冒的主要原因。相比之下，冠状病毒约占普通感冒病例的15%。人类冠状病毒HCoV-OC43、HCV-HKU1、HCV-229E和HCV-NL63引起普通感冒的轻微症状，这些病毒在全球成人和儿童群体中持续传播。在温带地区，这四种轻度冠状病毒在冬季更常见，而在热带地区没有占主导地位的季节。

严重急性呼吸综合征（SARS）

世界卫生组织（WHO）在新闻发布会上宣布，在多个实验室发现的一种新型冠状病毒是**严重急性呼吸综合征（SARS）**疫情的病源，该疫情在亚洲迅速蔓延至世界各地。SARS冠状病毒（SARS-CoV）是该病毒的官方名称。在29个国家和地区，有超过8000例感染，至少造成774人死亡。

中东呼吸综合征（MERS）

2012年9月，发现了一种新的冠状病毒株；最初被命名为**2012年新型冠状病毒**，现在被称为**中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）**。不久之后，世界卫生组织发出了全球警报。根据世卫组织2012年9月28日的更新，该病毒似乎不能在人与人之间迅速传播。2013年5月12日，法国社会事务和卫生部证实了在法国发生的人际传播病例。此外，突尼斯卫生部也报告了人际传播病例。在两个确诊病例中，患者似乎是从他们已故的父亲那里感染的，他的父亲在前往沙特阿拉伯和卡塔尔旅行后患病。尽管如此，该病毒在某些情况下似乎难以在人际间传播，因为大多数感染者并未将病毒传播给他人。截至2013年10月30日，沙特阿拉伯已有124例病例和52例死亡。

该病毒在被荷兰伊拉斯谟医学中心（Erasmus Medical Centre）测序后，被重新命名为人类冠状病毒-伊拉斯谟医学中心（HCV-EMC）。中东呼吸综合征冠状病毒是该病毒的全名（MERS-CoV）。2014年5月，在美国仅记录了两例病例（均幸存）。2015年5月，一名曾到中东旅行的男子在首尔地区四家医院接受治疗，导致了中东以外最严重的MERS-CoV疫情之一。截至2019年12月，实验室检测已证实了2468例MERS-CoV感染病例，其中851例死亡，死亡率为34.5%。

2019冠状病毒病（COVID-19）

2019年12月，中国武汉发现了一例肺炎疫情。2019年12月31日，该疫情被归因于一种新型冠状病毒。世界卫生组织将其命名为2019-nCoV，但国际病毒分类委员会将其命名为SARS-CoV-2。

截至2022年7月15日，COVID-19大流行已导致至少6,366,208例确诊死亡和超过560,280,550例确诊病例。武汉株被确定为一种全新的IIB组β冠状病毒株，其与SARS-CoV的基因相似性约为70%。

治疗和治愈

如果一个人被感染，接种疫苗是降低症状风险的最佳方法。已开发出多种针对冠状病毒SARS-CoV-2的疫苗，采用各种方法。病毒的蛋白酶、聚合酶和进入蛋白也被确定为抗病毒冠状病毒的靶点。目前正在开发针对这些蛋白和病毒复制多个阶段的药物。然而，除了接种疫苗，还必须采取一些预防措施来避免感染并可能阻止病毒传播给他人。这些措施包括在需要时佩戴口罩，避免人群聚集，以及保持社交距离。