冠狀病毒這一家

冉浩

2020年1月，我們度過了一個(gè)讓人印象非常深刻但絕不愉快的春節(jié)，以及一個(gè)被適度延長(zhǎng)了的假期，同樣，并不讓人愉快。這一切，源于一場(chǎng)突如其來的疫情，它的始作俑者是一種新型冠狀病毒……

極度簡(jiǎn)單的冠狀病毒

冠狀病毒是一大類很特殊的病毒，它們一般呈球形或橢球形，直徑50～200納米，是一些小到用光學(xué)顯微鏡都無法看到的家伙。不過，在病毒中，它們還算是比較復(fù)雜、比較大的。在它們的表面覆蓋著由磷脂和蛋白質(zhì)等組成的囊膜，表面有纖突。這些纖突的頂端呈球形，排列規(guī)則，就像皇冠一樣，因此得名。

根據(jù)血清和基因組特點(diǎn)，冠狀病毒被分成α、β、y和δ大類型。其中，α和β兩類病毒主要感染哺乳動(dòng)物，對(duì)我們的威脅最大，如人冠狀病毒229E（HcoV-229E）、豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）、犬冠狀病毒（CCoV）、貓傳染性支氣管炎病毒（FCoV）都屬于α類冠狀病毒，而大名鼎鼎的非典型肺炎病毒（SARS-CoV）、中東呼吸綜合征病毒（MERS-CoV）則都屬于β類冠狀病毒。這一次的新型冠狀病毒同樣屬于β類，與SARS病毒的關(guān)系較近，但不是相同的病毒。

與多數(shù)生物以雙鏈DNA分子作為遺傳物質(zhì)不同，冠狀病毒的遺傳物質(zhì)通常是單鏈RNA分子。事實(shí)上，單鏈RNA作為遺傳物質(zhì)沒有DNA穩(wěn)定，也不能形成DNA那樣的長(zhǎng)鏈分子，所攜帶的遺傳信息也因此變得有限，只有一部分病毒是以它作為遺傳物質(zhì)的。在這些病毒中，冠狀病毒的RNA最長(zhǎng)，可以攜帶27-30.7Kb的遺傳信息，此次的新型冠狀病毒攜帶的遺傳信息量為29.8Kb。這大概有多少呢7差不多相當(dāng)于一篇3萬(wàn)個(gè)字母的文章，由于組成遺傳信息的堿基只有4種，所以這篇文章只允許使用4種字母來組成單詞、短語(yǔ)和句子，比26個(gè)字母的英文要低效得多……而人的基因組近3Gb，接近4萬(wàn)個(gè)基因，兩者相比，在信息量上簡(jiǎn)直是文本文件和高清電影之間的區(qū)別！這樣比較下來，其實(shí)冠狀病毒的基因恐怕只能是個(gè)位數(shù)，然而已經(jīng)足夠了。為了入侵而存在

對(duì)冠狀病毒來說，遺傳物質(zhì)RNA分子與衣殼蛋白結(jié)合，形成核衣殼，隱藏在囊膜內(nèi)。由于極度簡(jiǎn)單，病毒并沒有攜帶完成生命活動(dòng)所需要的全部“設(shè)備”，它們必須寄生在細(xì)胞內(nèi)才能夠?qū)崿F(xiàn)自我復(fù)制的功能。在細(xì)胞外的病毒，是沒有生命特征的。但是，它們?yōu)槿肭肿龊昧藴?zhǔn)備。

冠狀病毒的纖突實(shí)際上是特別的蛋白，被稱為S蛋白，由1400-1800個(gè)氨基酸組成。S蛋白包括了基部桿狀的S2亞基和頂部球形的S1亞基兩部分。S2亞基的作用是插入病毒的囊膜中，錨定住蛋白，并且完成未來的入侵行動(dòng);頭部的S1亞基的作用是找到可以入侵的細(xì)胞，并且粘上去……對(duì)SARS病毒和新型冠狀病毒等B類冠狀病毒來說，它們的S1亞基會(huì)尋找細(xì)胞表面一種被稱為“血管緊張素轉(zhuǎn)換酶||（ACE2）”的分子結(jié)構(gòu)。如果細(xì)胞表面上有這個(gè)結(jié)構(gòu)，那病毒就可以吸附上去，也就具備了感染的最基本條件。很遺憾，這是一個(gè)很重要的東西，它與血管的收縮與舒張有關(guān)，我們的不少細(xì)胞表面都有這個(gè)結(jié)構(gòu)，比如心臟、腎臟、睪丸、胃腸道、肺等部位的細(xì)胞，以及遍布全身的血管細(xì)胞。毛細(xì)血管豐富的黏膜正是它們?nèi)肭值牧己锰?，比如口、鼻，甚至眼結(jié)膜。

冠狀病毒表面有大約200個(gè)S蛋白，一旦其中一兩個(gè)S蛋白用頭部“抓”住了細(xì)胞表面的分子結(jié)構(gòu)，就會(huì)有更多的S蛋白找到更多的結(jié)構(gòu)，慢慢地，它們會(huì)“拉扯”整個(gè)細(xì)胞膜變形，將病毒覆蓋起來，病毒也就會(huì)逐漸向細(xì)胞內(nèi)陷，最終“掉”進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部。病毒雖然進(jìn)入了細(xì)胞內(nèi)，但仍然被一層脫落下來的細(xì)胞膜包裹著，不能將自己的物質(zhì)釋放出來。這時(shí)候，S蛋白發(fā)生了變化，它的S1亞基和S2亞基開始分離，輪到桿狀的S2亞基發(fā)揮作用了。這些S2亞基就像棍子一樣，把包裹著它們的膜捅開，然后將核衣殼釋放到細(xì)胞內(nèi)。病毒的RNA終于可以發(fā)揮作用了。

病毒RNA利用人體細(xì)胞豐富的資源和“設(shè)備”，開始量產(chǎn)新的病毒，然后再通過細(xì)胞將量產(chǎn)的病毒分泌出去。隨著病毒的不斷復(fù)制和釋放，它們感染的范圍逐漸擴(kuò)大，會(huì)從呼吸道黏膜一直入侵到肺泡。理論上，如果它們繼續(xù)前進(jìn)，還可以入侵更多地方，但是人扛不住了……隨著肺泡細(xì)胞的不斷死亡，人的呼吸能力開始減弱，血液溶氧量迅速下降，會(huì)有生命危險(xiǎn)。值得慶幸的是，我們的免疫系統(tǒng)最終會(huì)做出響應(yīng)，并有望徹底消滅它們，一些抵抗力強(qiáng)的人甚至?xí)谒鼈儑?yán)重?fù)p傷肺部之前結(jié)束戰(zhàn)斗，他們甚至有可能不會(huì)表現(xiàn)出太多癥狀，而另一些人則在醫(yī)生、器械和藥物的幫助下為免疫系統(tǒng)爭(zhēng)取到更多的時(shí)間，最終康復(fù)。目前看來，新型冠狀病毒的致死率比SARS病毒要低得多。

追索病毒的源頭

新型冠狀病毒和SARS病毒一樣，主要依靠飛沫傳播，也就是那些分泌出來的病毒會(huì)隨著患者呼出的水汽、咳嗽和噴嚏打出的鼻涕唾沫釋放出去。因此，為了減少被感染的概率，就要減少口鼻暴露的概率——戴能夠防護(hù)飛沫的口罩是很好的選擇，比如醫(yī)用外科口罩。不過，對(duì)多數(shù)口罩來說，三四微米的顆粒是最難攔截的，而N95口罩則可以攔截95%以上的這種顆粒，因此是防護(hù)效果較好的口罩。

但是，新型冠狀病毒不同于2003年的SARS病毒，也不同于2012年肆虐中東的MERS病毒，從未在人類之間傳播過的病毒又是由誰(shuí)傳播給人的呢？

2019年年底，最初的病例都圍繞著一個(gè)特殊的地方一地處武漢的華南海鮮批發(fā)市場(chǎng)。這個(gè)海鮮批發(fā)市場(chǎng)不僅賣海鮮，還大量非法販賣野生動(dòng)物。這里動(dòng)物種類和數(shù)量都很多，“貨物”密集，并且健康狀況堪憂。病毒很可能就是在這些“商品”中醞釀出來的。

通常來講，病毒感染的物種是比較有限的，我們前文也提到了，病毒要感染細(xì)胞，首先要找到細(xì)胞表面的特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行吸附，才能進(jìn)入細(xì)胞。以新型冠狀病毒來說，它可以感染人，但是如果不發(fā)生變異，感染其他動(dòng)物的概率很小，因?yàn)槠渌麆?dòng)物細(xì)胞表面的ACE2和人類細(xì)胞的ACE2盡管相似，但仍是不同的，病毒如果無法識(shí)別，也就不能感染。因此，必須要某個(gè)和人密切接觸過的動(dòng)物身上攜帶的病毒發(fā)生了突變，變得恰好能感染人。這雖然是小概率事件，但如果機(jī)會(huì)夠多，還是有一定概率發(fā)生的，畢竟冠狀病毒的遺傳物質(zhì)RNA要比DNA不穩(wěn)定多了。

截至發(fā)稿，這個(gè)中間宿主還沒有完全確定，有觀點(diǎn)認(rèn)為是穿山甲，也有觀點(diǎn)認(rèn)為是雪貂或者蛇。當(dāng)然，一定不會(huì)是海鮮，也不會(huì)是河鮮，因?yàn)轸~蝦或者貝類實(shí)在和我們差得太多了，能感染它們的病毒即使突變也不可能感染人。

事情還沒有結(jié)束。據(jù)媒體報(bào)道，通過對(duì)新型冠狀病毒基因組的分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它與兩種2018年于中國(guó)舟山采集到的蝙蝠來源SARS樣冠狀病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21密切相關(guān)。此外還有媒體報(bào)道，其與另一種蝙蝠中冠狀病毒的序列一致性甚至高達(dá)96%。也就是說，病毒的最終源頭是蝙蝠，不管是穿山甲還是別的動(dòng)物，可能都只是中間宿主。

這并不意外。

2003年的SARS病毒，最終的溯源也是蝙蝠，果子貍只是中間宿主。MERS的源頭同樣是蝙蝠。分子生物學(xué)研究顯示，人冠狀病毒229E在200多年前可能和葉鼻蝠中發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒具有最近的共同祖先。蝙蝠和冠狀病毒之間的密切關(guān)系，使得一些科學(xué)家產(chǎn)生了一個(gè)推論：就像懷疑多數(shù)流感病毒起源自鳥類一樣，所有的人類冠狀病毒甚至是哺乳動(dòng)物的冠狀病毒均來自蝙蝠。

然而，這樣的猜測(cè)未必正確，而且也不應(yīng)該成為我們捕殺蝙蝠或者其他野生動(dòng)物的理由。蝙蝠是哺乳動(dòng)物中的第二大類群，大約有1000種，占到哺乳動(dòng)物物種總數(shù)的20%，它們數(shù)量眾多，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)具有重要的作用，同時(shí)也是重要的益獸。一旦蝙蝠被徹底清除，我們要面對(duì)的就是生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重破壞的風(fēng)險(xiǎn)。這并不是一件比面對(duì)疫情更好的事情。

我們要做的是，與野生動(dòng)物保持距離，對(duì)自然保持尊重，管理好我們的城市商業(yè)和衛(wèi)生，讓那些混亂、骯臟的“華南海鮮批發(fā)市場(chǎng)”不要再出現(xiàn)，不給疾病在各種動(dòng)物和人之間醞釀、傳播制造機(jī)會(huì)。同時(shí)，我們也要時(shí)刻保持警惕，生活在人群密集的城市中，總會(huì)伴隨著各種疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)，這幾乎無法避免，我們的公共衛(wèi)生系統(tǒng)要更加健全，特別是對(duì)那些新型疾病的響應(yīng)，應(yīng)該及時(shí)、高效、有序。