SARS-CoV，MERS-CoV，SARS-CoV-2冠狀病毒研究進(jìn)展

陸 湛，符兆胤，黃志衛(wèi)，黃克剛，高云兵，王 華

1欽州市第一人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，廣西 欽州 535000；2南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510282

冠狀病毒是自然界廣泛存在的一類病毒，于1937年首次從禽類分離出來。1965年 Tyrrell等[1]將普通感冒患者鼻沖洗液接種到人胚氣管細(xì)胞，檢測到病毒增殖，并于1968年鑒定為人冠狀病毒。1975年，世界病毒命名委員會正式將其命名為冠狀病毒科。冠狀病毒屬于套式病毒目、冠狀病毒科、冠狀病毒屬，是一類具有囊膜、基因組為線性單股正鏈的RNA病毒；成熟的冠狀病毒體為多形態(tài)有包膜的顆粒，直徑60～220 nm，因在電子顯微鏡下觀察可見其表面有形似日冕的棘突而得名，是目前已知最大的正鏈RNA病毒，其基因組長度為26 000～32 000 bp，編碼包括對病毒復(fù)制所必需的復(fù)制酶基因（1a/1b）和包括核衣殼蛋白、刺突蛋白、膜蛋白、包膜蛋白、血凝素酯酶在內(nèi)的結(jié)構(gòu)蛋白基因，以及不同種類冠狀病毒所特有的輔助蛋白基因[2]。冠狀病毒包括感染哺乳動物和禽類的多種亞型。冠狀病毒的宿主動物種類繁多，比如有工人接觸豬冠狀病毒和新出現(xiàn)的甲型流感病毒，存在新型職業(yè)人畜共患病[3]。只有少數(shù)例外，例如綿羊、山羊、魚類和非人類靈長類動物[4]。目前基于全基因組序進(jìn)化的分析，將冠狀病毒分為4類，包括α-冠狀病毒、β-冠狀病毒、γ-冠狀病毒和δ-冠狀病毒，其中β-冠狀病毒又分 A、B、C、D四系[5]。感染人類的冠狀病毒科主要有以下7個：HCoV-229E、HCoV-NL63、 HCoV-OC43、 HCoV-HKU1、 MERSCoV、SARS-CoV、SARS-CoV-2。它們能夠感染人類、牲畜和許多其他野生動物的呼吸系統(tǒng)、胃腸道、肝臟和中樞神經(jīng)系統(tǒng)[6]。其中對人類致病的冠狀病毒主要集中在β屬冠狀病毒。近十年來，在人類中引起爆發(fā)流行的冠狀病毒主要有3種：嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒（SARS-CoV）、中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）和嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2），它們均可引起肺炎、甚至重癥肺炎，并可在人際間傳播。使動物與人雜交成為人類主要病原體[7-10]。它們所引起的疾病暴發(fā)，發(fā)病率和死亡率都比較高，這些事實(shí)能夠讓我們更深刻地理解冠狀病毒的致病潛力（表1）[11-12]。

表1 各型人冠狀病毒的特點(diǎn)Tab.1 Characteristics of human coronavirus

1 SARS-CoV

SARS-CoV屬于β-冠狀病毒B群，形態(tài)結(jié)構(gòu)與經(jīng)典冠狀病毒相似，病毒基因組全長29.7 kb，包括14個潛在開放閱讀框，編碼包括與其他已知冠狀病毒一致的復(fù)制酶、結(jié)構(gòu)蛋白和8種特異性輔助蛋白[13]。有研究表明，蝙蝠身上能攜帶超過100多種病毒，是許多高致病性病毒的天然宿主，如狂犬病毒、埃博拉病毒、馬爾堡病毒等，能夠?qū)θ祟惿鐣斐删薮笸{[14]。SARS-CoV正是來自中華菊頭蝠，某些 SARS樣冠狀病毒可能無需通過中間宿主而直接感染人類。

2002年11月SARS暴發(fā)流行，根據(jù)WHO2003年8月7日報(bào)道全球累計(jì)報(bào)告發(fā)病8 422例，死亡916例，疫情波及29個國家，其中我國共報(bào)告SARS患者7 748例，死亡829例，分別占全球總數(shù)的92.0%和90.5%。SARS流行主要集中于冬春季節(jié)，糖尿病、心臟病是SARS患者死亡的重要危險(xiǎn)因素[15]。SARS患者主要表現(xiàn)為發(fā)熱、咳嗽、進(jìn)行性呼吸困難和低氧血癥，嚴(yán)重者發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征，實(shí)驗(yàn)室檢查典型表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少和肝功能異常，患者可因肺泡損傷所致快速進(jìn)展的呼吸衰竭而死亡[16]。治療上主要以對癥支持為主，至今仍然沒有哪種抗病毒藥物證實(shí)是對治療SARS-CoV感染有特效。

2 MERS-CoV

2012年，在1名死于急性進(jìn)展社區(qū)獲得性肺炎和腎功能衰竭的沙特阿拉伯籍60歲男性患者的痰液標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)MERS-CoV，明確為首例感染MERS-CoV死亡的患者[17]，這是繼SARS-CoV之后第2個對于人類具有高致病性的冠狀病毒。MERS-CoV屬于β-冠狀病毒C 群，基因組長約30.1 kb，與SARS-CoV基因組相似性僅為54.9%，研究發(fā)現(xiàn)MERS-CoV的中間宿主是單峰駱駝，有20%的病例是由于患者接觸單峰駱駝所導(dǎo)致的[18]。然而有研究表明MERS-CoV與扁顱蝠屬蝙蝠冠狀病毒BtCoV-HKU4和伏翼屬蝙蝠冠狀病毒BtCoV-HKU5基因組相似性達(dá)70.1%[19]。更有研究發(fā)現(xiàn)，沙特阿拉伯地區(qū)某種蝙蝠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒與人類感染者體內(nèi)的MERS-CoV的核苷酸同源性為100%，這表明蝙蝠也可能在人類感染中發(fā)揮作用[20]。MERS-CoV和SARS-CoV的RBD在核心亞單位具有高度結(jié)構(gòu)相似性[21]。其除飛沫、直接接觸傳播之外，有研究用大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，糞-口傳播無論是在駱駝傳染人類還是人類之間的相互傳染中都是一條重要的MERS-CoV傳播新途徑[22]。

自2012年6月在沙特阿拉伯首例人類感染MERSCoV以來，截至2018年10月16日已確認(rèn)的MERS-CoV感染病例超過2 260例，且有803例死亡均與其相關(guān)，具有很高的致死率（36%）[23-25]。這些病例中的絕大多數(shù)（71%）發(fā)生在沙特阿拉伯，只有一次在沙特阿拉伯半島以外觀察到的是2015年在韓國爆發(fā)流行[26]。這一流行病現(xiàn)已蔓延至27個國家，它與SARS-CoV不同，SARS-CoV在出現(xiàn)后不到2年就消失了，而MERSCoV已經(jīng)持續(xù)了6年。

MERS-CoV感染的患者主要臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、咳嗽、氣促，以及肌肉酸痛、畏寒、寒戰(zhàn)和胃腸道表現(xiàn)，胸部X線攝片異常表現(xiàn)多樣。實(shí)驗(yàn)室檢查主要表現(xiàn)為乳酸脫氫酶升高，AST升高，血小板計(jì)數(shù)減少和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少[27]。主要臨床并發(fā)癥包括腎功能衰竭和伴有休克的嚴(yán)重呼吸窘迫綜合征。MERSCoV感染的臨床特征變化很大，范圍從無癥狀（占病例的14%～80%）到出現(xiàn)流感樣綜合征，肺炎和急性呼吸窘迫綜合征[28-29]。其中3種最常見的癥狀是發(fā)燒（77%）、咳嗽（90%）和呼吸困難（68%），也見有其它癥狀，例如痰液產(chǎn)生（40%）、吞咽困難（39%）、消化系統(tǒng)體征（20%）、咯血（4.3%）、肌痛（43%）和頭痛（20%）[50]。嚴(yán)重MERS常常出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征，甚至多器官功能衰竭[30-35]。復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)分子病毒學(xué)教育部/衛(wèi)生部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室姜世勃團(tuán)隊(duì)與美國國立衛(wèi)生院Dr.Dimitrov團(tuán)隊(duì)合作，成功研制出對 MERS病毒具有高抑制活性的全人源單克隆抗體（m336）[51]。這是目前針對MERS病毒最好的治療藥物之一，它具有極強(qiáng)的病毒中和活性，與MERS病毒的結(jié)合親和力常數(shù)達(dá)到“皮摩爾”級別，但至今也沒有治療的特效藥。

3 SARS-CoV-2

SARS-CoV-2于2019年被發(fā)現(xiàn)。2020年1月25日，中國疾病控制中心等通過對肺炎患者樣本進(jìn)行基因測序發(fā)現(xiàn)一種從未發(fā)現(xiàn)過的β冠狀病毒屬病毒；2020年2月11日，國際病毒分類委員會正式將其命名為“嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2”（SARS-CoV-2）。而世界衛(wèi)生組織同日也將這一病毒導(dǎo)致的疾病的正式命名為：2019冠狀病毒病，英文縮寫為COVID-19。其與MERS-CoV和SARS-CoV不同而成為可以感染人類的冠狀病毒科的第7個新成員，其研究結(jié)果也在The New England Journal of Medicine發(fā)表[36]。中國官方亦稱其病癥為“新型冠狀病毒感染的肺炎”。國家衛(wèi)生健康委決定將新型冠狀病毒感染的肺炎納入法定傳染病乙類管理，采取甲類傳染病的預(yù)防、控制措施。將COVID-19納入《中華人民共和國國境衛(wèi)生檢疫法》規(guī)定的檢疫傳染病管理。世界衛(wèi)生組織證實(shí)了這是一種引起癥狀類似SARS的新型冠狀病毒的存在，它既能引起普通感冒，也能引起嚴(yán)重急性呼吸道感染。該病毒已證實(shí)像SARS病毒一樣在全球人際間傳播，引起廣泛關(guān)注。

SARS-CoV-2為一種屬于β屬的新型冠狀病毒，有包膜，顆粒呈圓形或橢圓形，常為多形性，直徑60～140 nm。其基因特征與SARSr-CoV和MERS-CoV有明顯區(qū)別。根據(jù)新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案指南（第3版～第7版），目前已明確體外分離培養(yǎng)時，SARS-CoV-2在96 h左右即可在人呼吸道上皮細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)，而在VeroE6和Huh-7細(xì)胞系中分離培養(yǎng)約需6 d。但病毒的來源、感染后排毒時間、發(fā)病機(jī)制等目前尚不明確。該病毒與SARSr-CoV和MERS-CoV一樣對紫外線和熱敏感，56 ℃ 30 min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑均可有效滅活病毒，氯己定不能有效滅活病毒。SARS-CoV-2屬于蝙蝠SARS樣冠狀病毒和中東呼吸綜合征冠狀病毒的病毒群，與蝙蝠中鑒定的β冠狀病毒譜系C病毒在基因型上密切相關(guān)，與蝙蝠SARS樣冠狀病毒（bat-SL-CoVZC45）同源性達(dá)85%以上[37-38]。經(jīng)過病毒序列比對分析，推測新型冠狀病毒病的自然宿主很可能是蝙蝠[39]。盡管研究表明蝙蝠可能是該病毒的原始宿主，但從蝙蝠到人的傳染過程中很可能存在某種未知的中間宿主媒介，這很可能是武漢海鮮市場上出售的某一種野生動物。其原宿主和中間宿主并未最終確定，SARS-CoV-2感染的肺炎是由蝙蝠直接傳播還是通過中間宿主傳播，還需要進(jìn)一步確認(rèn)，對其所引發(fā)的傳染病的認(rèn)識與控制，還需要一個過程，相關(guān)研究必將有助于確定人畜共患傳播模式[40]。

目前所見傳染源主要是新型冠狀病毒感染的肺炎患者，主要經(jīng)呼吸道飛沫傳播，亦可通過接觸傳播；除了飛沫傳播和直接接觸兩種途徑，美國輸入性病例在糞便標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)了病毒核酸[41-42]，最近中國工程院院士鐘南山領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在“中國2019年新型冠狀病毒感染的臨床特征”研究中發(fā)現(xiàn)在一些患者的糞便樣本，以及胃腸道、唾液或尿液、食道侵蝕出血部位中檢測到新型冠狀病毒，因此也有可能通過胃腸道分泌物的傳播這一途徑。還有研究顯示，蝙蝠攜帶的SARS樣冠狀病毒除了可利用來自人類、果子貍及中華菊頭蝠的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶Ⅱ（ACE2）受體之外，還可利用來自浣熊狗ACE受體分子入侵細(xì)胞。這意味著將有更多種的傳播途徑跨宿主感染人類[43]。雖然病毒來源和人群間傳播能力等許多細(xì)節(jié)仍然未知，但越來越多的病例似乎是由人際傳播引起[37,44]。

基于流行病學(xué)調(diào)查，其潛伏期1～14 d，多為3～7 d，平均潛伏期6.4 d，基本繁殖數(shù)2.24～3.58，3.58，有研究發(fā)現(xiàn)其最長潛伏期可達(dá)到28 d（個例）[39, 45-46]。

SARS-CoV-2與其它冠狀病毒有著明顯的差別，那就是在潛伏期也具有傳染性，并且人群普遍易感。老年人及有基礎(chǔ)疾病者感染后病情較重，兒童及嬰幼兒也有發(fā)病，部分兒童及新生兒癥狀不典型，兒童癥狀普遍偏輕。目前大多數(shù)患者以發(fā)熱、乏力、干咳為主，少數(shù)患者伴有鼻塞、流涕、咽痛和腹瀉等癥狀，重癥患者多在發(fā)病1周或2周后出現(xiàn)呼吸困難和/或低氧血癥，嚴(yán)重者會快速進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克、甚至出現(xiàn)難以糾正的代謝性酸中毒和出凝血功能障礙。臨床中診斷除了流行病學(xué)史及典型臨床表現(xiàn)外，目前還是靠胸部影像學(xué)HRCT作為主要篩查手段。根據(jù)胸部CT表現(xiàn)，COVID-19主要分為4期[8]：（1）早期肺部CT表現(xiàn)不典型，病變常為淡薄斑片狀磨玻璃影（GGO），主要局限性、散在分布于肺外周或胸膜下，尤其是兩中下肺背段或外側(cè)段；（2）病灶逐漸進(jìn)展，肺部CT主要見到GGO滲出、融合或出現(xiàn)實(shí)變影，多見分布于雙肺野中外帶，胸腔積液少見；（3）病灶繼續(xù)進(jìn)展進(jìn)入重癥期，CT表現(xiàn)為兩肺彌漫性、廣泛性高密度病灶，出現(xiàn)“白肺”。肺部感染病灶48 h即可增多50%以上，進(jìn)展兇猛，出現(xiàn)較高的死亡率；（4）轉(zhuǎn)歸期，肺部病灶吸收減少，有一些病例可遺留纖維化改變。COVID-19各期共同特點(diǎn)為兩肺多發(fā)感染病灶，常表現(xiàn)為GGO樣改變，可同時出現(xiàn)實(shí)變、支氣管充氣征和小葉間隔增厚；亦可表現(xiàn)為“鋪路石征”，支氣管充氣征及血管穿行多見[47]。其與SARS感染病例CT影像學(xué)表現(xiàn)非常相近，CT無法鑒別。

從目前收治的病例情況看，大多數(shù)患者預(yù)后良好，兒童病例癥狀相對較輕，少數(shù)患者病情危重。死亡病例多見于老年人和有慢性基礎(chǔ)疾病者。病死率雖然比普通流感強(qiáng)，但遠(yuǎn)比SARS冠狀病毒、埃博拉病毒或H7N9流感病毒低。一項(xiàng)納入2019年12月16日～2020年1月2日期間在武漢市入院的首批41例確診感染SARS-CoV-2的病例分析發(fā)現(xiàn)，患者發(fā)生急性呼吸窘迫綜合征12例（29%），接受重癥監(jiān)護(hù)13例（32%），其中6人死亡[48]。截至2020年3月2日，全國（含港澳臺）累計(jì)確診病例達(dá)80 175 例，死亡病例2 915例，總死亡率達(dá)3.63%，超過SARS流行期間的死亡人數(shù)；且目前尚未研制出特效藥，現(xiàn)有治療方案以對癥和支持治療為主，其中大約38%的患者需接受吸氧治療[46]，COVID-19第7版診療方案提出有條件可以采用氫氧混合吸入療法。輕、中度患者應(yīng)注意隔離和臥床休息，監(jiān)測各項(xiàng)指標(biāo)，維持體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，留意血氧飽和度變化，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)及時調(diào)整治療方案。有細(xì)菌感染出現(xiàn)時要及時給予抗菌治療，但要避免盲目抗菌藥物治療，尤其是廣譜抗菌藥物的聯(lián)合應(yīng)用要慎重。危重癥病例的治療原則為：在對癥治療的基礎(chǔ)上，防止并發(fā)癥和繼發(fā)性感染，并進(jìn)行器官功能支持，同時加強(qiáng)患者心理疏導(dǎo)，避免產(chǎn)生恐懼焦慮等負(fù)面情緒影響病情好轉(zhuǎn)。

對于如何預(yù)防感染冠狀病毒這一問題，首先必須高度重視冠狀病毒，加強(qiáng)對傳播途徑的提前干預(yù)，加強(qiáng)科普教育，加強(qiáng)個人防護(hù)，避免接觸野生禽畜，盡可能做到人人知曉此病毒的危害性。新型冠狀病毒肺炎明確可以人傳人，因此，早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療、早隔離，是最有效的、最原始的防控辦法；對已經(jīng)確診的病人進(jìn)行有效隔離、減少接觸是極為重要的，從公共衛(wèi)生的角度來說是最重要的。其次，我們必須警惕冠狀病毒在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中發(fā)生傳播，通過及早發(fā)現(xiàn)和隔離受感染的人來預(yù)防醫(yī)療機(jī)構(gòu)的傳播以及社區(qū)的傳播，這也是控制持續(xù)爆發(fā)的主要方法。另外還要加大科研攻關(guān)力度，加強(qiáng)抗病毒藥物與多功能疫苗的研發(fā)，戰(zhàn)勝疫病離不開科技支撐。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校和美國國立衛(wèi)生研究院的研究小組發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究指出，他們創(chuàng)建了首個新冠病毒附著并感染人類細(xì)胞部分的3D原子尺度結(jié)構(gòu)圖，這是研究疫苗和治療方法的關(guān)鍵一步。而目前尚缺乏有效的疫苗，因此了解其傳播途徑，并采取有效的預(yù)防措施至關(guān)重要。切斷傳播途徑、保護(hù)易感人群是目前能夠控制疫情的最佳方案。SARSCoV-2與2003年SARS疫情非常相似，都與出售野味動物和肉類市場有關(guān)[37]，這給人們深刻的警示：將來要進(jìn)一步規(guī)范市場管理，應(yīng)對準(zhǔn)備計(jì)劃和緩解措施做好準(zhǔn)備，一旦出現(xiàn)疫情，可以迅速在全球范圍內(nèi)快速部署，及時切斷傳染源，把疫情控制在最小的范圍內(nèi)，再將其消滅殆盡[49]。

4 小結(jié)

SARS-CoV-2、SARS-CoV及MERS-CoV在種屬進(jìn)化上均與蝙蝠冠狀病毒密切相關(guān)，都能造成人際間傳播，尤其是導(dǎo)致密切接觸者醫(yī)護(hù)人員的感染，特別是SARS-CoV-2傳染性更強(qiáng)，發(fā)病潛伏期也具有傳染性。越來越多的高致病性新型冠狀病毒的發(fā)現(xiàn)讓人警惕，冠狀病毒感染不僅會威脅人類的生命安全，還會造成全球社會經(jīng)濟(jì)損失，需“未雨綢繆”，積極應(yīng)對，臨床醫(yī)生在第一次接觸疑似患者時，根據(jù)臨床表現(xiàn)，結(jié)合可靠、快速的病原體檢測至關(guān)重要。冠狀病毒感染情況進(jìn)行長期監(jiān)測及預(yù)防，將會越來越重要。對其流行病學(xué)和致病機(jī)制進(jìn)行深入研究，積極研發(fā)新型特效藥和疫苗，并開發(fā)出更有效的檢測手段，把冠狀病毒的威脅扼殺于“萌芽”之中。