新型冠狀病毒摭談

胡有紅

2019年12月，中國武漢出現(xiàn)不明原因肺炎，經(jīng)檢測現(xiàn)已證實這場肺炎是由一種尚未在人類中發(fā)現(xiàn)的新型冠狀病毒（以下簡稱“新冠病毒”）感染所致，為病毒性傳染病，會引起急性呼吸道癥狀，嚴(yán)重危害人類健康。

新冠病毒的家庭成員

冠狀病毒（Coronavirus）是一個古老且常見的病毒大家系，冠狀病毒具有螺旋對稱的衣殼和外套膜結(jié)構(gòu)，基因組是線性單股正鏈RNA，長度在27—32kb之間，是目前已知的RNA病毒中最長的RNA核酸鏈。在電子顯微鏡下，冠狀病毒邊緣具有形態(tài)近似日冕的突起，看上去像皇冠一樣，因此被稱作冠狀病毒。

根據(jù)病毒的血清學(xué)和基因組特點，冠狀病毒分為α、β、γ和 δ四個屬。冠狀病毒已在人類、其他哺乳動物和禽類中被發(fā)現(xiàn)，哺乳動物冠狀病毒主要為α、β屬冠狀病毒，禽冠狀病毒主要為γ、δ屬冠狀病毒。截至目前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)7種能引起人感染的冠狀病毒，其中于1965年和2004年發(fā)現(xiàn)的病毒屬于α屬冠狀病毒，其余五種均屬于β屬冠狀病毒。

發(fā)現(xiàn)時間 名稱 癥狀

1965 人冠狀病毒229E（HCoV-229E） 普通感冒

1967 人冠狀病毒OC43（HCoV-OC43） 普通感冒

2003 嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒

（SARS-CoV） 嚴(yán)重急性呼吸綜合征

2004 人冠狀病毒NL63（HCoV-NL63） 小兒急性下呼吸道感染

2005 人冠狀病毒HKU1（HCoV-HKU1） 急性呼吸道感染

2012 人冠狀病毒（MERS-CoV） 肺炎、急性呼吸窘迫綜合征，急性腎衰竭

2019 新冠病毒（名稱未正式確定） 肺炎、急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克等

新冠病毒的增殖

在人體的肺、心臟、腎臟和腸道等處的細(xì)胞膜上有一種膜蛋白ACE2，中文名稱“血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2”，可以控制人體血壓平衡，ACE2作為病毒的受體，可能是新冠病毒侵染人體的關(guān)鍵。據(jù)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染人體細(xì)胞的關(guān)鍵就在于S蛋白與ACE2蛋白的結(jié)合。新冠病毒的刺突，即“皇冠”上有S蛋白，通過識別ACE2并特異性結(jié)合進入宿主細(xì)胞。如果把ACE2比作宿主細(xì)胞大門上的鎖，S蛋白則是打開這把鎖的鑰匙。

冠狀病毒基因組為線性單股正鏈RNA，結(jié)構(gòu)與真核mRNA非常相似，這使得病毒基因組RNA自身可以作為翻譯的模板，省去了RNA-DNA-RNA的轉(zhuǎn)錄過程。其增殖過程如下：

由于病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，需寄生在相應(yīng)的活細(xì)胞中，因此釋放至細(xì)胞外的病毒繼續(xù)侵染更多的宿主細(xì)胞，導(dǎo)致生物體患病，嚴(yán)重的甚至死亡。

新冠病毒的疫苗研制

預(yù)防動物傳染病的主要手段是免疫接種。免疫接種是用疫苗等生物制劑注入到健康人體或其他動物身上，使機體發(fā)生特異性免疫，生物體獲得抵抗某一特定疾病原的免疫力。由于冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，比雙鏈DNA更容易發(fā)生基因突變，且冠狀病毒的RNA重組率非常高，病毒變異后發(fā)生系列變化：RNA序列改變→RNA編碼的氨基酸序列改變→氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)改變→抗原性改變→疫苗失效，進而免疫失敗。病毒變異給疫苗的研制帶來了一定的難度。

由于新冠病毒對于我們來說仍比較陌生，因此還存在一些不確定因素。國內(nèi)疫苗研制采用5條技術(shù)路線同步開展的方式。

技術(shù)路線 原理

滅活病毒 用物理或化學(xué)手段使病毒失去感染能力，但不破壞病毒的抗原結(jié)構(gòu)，經(jīng)處理后制得疫苗

基因工程重組亞單位疫苗 把新冠病毒最有可能作為抗原的蛋白（S蛋白）的遺傳物質(zhì)定向插入到細(xì)菌、酵母菌等受體細(xì)胞中，使之表達出S蛋白，經(jīng)純化后制得疫苗

腺病毒

載體疫苗 以改造后無害的腺病毒作為載體，將S蛋白的基因重組到腺病毒基因組中，篩選能成功表達S蛋白的重組腺病毒制成疫苗

核酸疫苗 包括mRNA疫苗和DNA疫苗，把核酸（包括一些載體）注射到人體，并通過宿主細(xì)胞的表達系統(tǒng)合成S蛋白，從而刺激人體產(chǎn)生抗體

減毒流感病毒載體疫苗 利用減毒的流感病毒作為載體，攜帶S蛋白，共同刺激人體產(chǎn)生針對兩種病毒的抗體，疫苗既可預(yù)防新冠病毒肺炎又可防流感

牛刀小試

【例1】下列關(guān)于冠狀病毒的相關(guān)敘述正確的是（ ）

A.冠狀病毒通過染色體變異產(chǎn)生新品種

B.抗生素對冠狀病毒具有較強的殺傷作用

C.冠狀病毒屬于非細(xì)胞生物，不能獨立代謝

D.冠狀病毒只感染人體，不能感染其他動物

【答案】C

【解析】冠狀病毒通過基因突變產(chǎn)生新品種，A項錯誤?？股貙?xì)菌有較強的殺傷作用，對病毒沒有殺傷作用，B項錯誤。病毒是非細(xì)胞生物，不能獨立代謝，寄生在宿主細(xì)胞內(nèi)，C項正確。冠狀病毒既可以感染人體，也能感染其他動物，D項錯誤。

【例2】下圖是新冠病毒侵入人體后，機體發(fā)生免疫反應(yīng)的某個過程的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是（ ）

A.經(jīng)吞噬細(xì)胞攝取處理后的抗原被呈遞給T細(xì)胞

B. T細(xì)胞在抗原的刺激下增殖、分化形成記憶細(xì)胞和漿細(xì)胞

C. T細(xì)胞與靶細(xì)胞密切接觸將導(dǎo)致靶細(xì)胞裂解釋放病原體

D.新冠病毒入侵人體后被徹底清除的過程屬于細(xì)胞免疫

【答案】A

【解析】抗原經(jīng)吞噬細(xì)胞攝取和處理后呈遞給T細(xì)胞，屬于感應(yīng)階段，A項正確。B細(xì)胞在抗原的刺激下增殖、分化形成記憶細(xì)胞和漿細(xì)胞，B項錯誤。效應(yīng)T細(xì)胞與靶細(xì)胞密切接觸并導(dǎo)致靶細(xì)胞裂解屬于細(xì)胞免疫，C項錯誤。新冠病毒入侵人體后，需體液免疫和細(xì)胞免疫共同作用才能徹底清除病毒，D項錯誤。

【例3】冠狀病毒基因組為線性單股正鏈RNA，有助于其在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖。當(dāng)冠狀病毒侵入宿主細(xì)胞后，+RNA指導(dǎo)衣殼蛋白和相關(guān)酶的合成，在相關(guān)酶的催化下合成-RNA和+RNA，然后+RNA與衣殼蛋白裝配成病毒顆粒。根據(jù)以上描述，下列推測+RNA功能的說法錯誤的是（ ）

A.催化翻譯過程B.RNA復(fù)制的模板

C.病毒的組成成分 D.儲存遺傳信息

【答案】A

【解析】+RNA指導(dǎo)衣殼蛋白和相關(guān)酶的合成，推測其作為翻譯的模板，但并無催化功能，A項錯誤。+RNA在相關(guān)酶的催化下合成-RNA和+RNA，推測其可以作為RNA復(fù)制的模板，B項正確。+RNA與衣殼蛋白裝配成病毒顆粒，推測其可以作為病毒的組成成分，C項正確。冠狀病毒基因組為線性單股正鏈RNA，推測其作為遺傳物質(zhì)儲存遺傳信息，D項正確。

【例4】在冠狀病毒感染下，免疫細(xì)胞能產(chǎn)生并釋放淋巴因子等信息分子，機體通過這些信息分子與相應(yīng)受體構(gòu)建神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫網(wǎng)絡(luò)，以維持或改變內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。請回答：

（1）病毒感染會使感染者出現(xiàn)發(fā)熱、呼吸困難等癥狀。研究發(fā)現(xiàn)，溫度感受器的細(xì)胞膜上存在某些淋巴因子的受體，受體與淋巴因子結(jié)合可引起神經(jīng)元，進而引起下丘腦、垂體、甲狀腺、腎上腺分泌活動的一系列改變。在上述過程中，能引起下丘腦分泌活動改變的信息分子有，促進機體產(chǎn)熱的激素有，機體內(nèi)各種激素的含量保持相對穩(wěn)定的調(diào)節(jié)機制是 。

（2）下圖表示某患者先后兩次被新冠病毒感染后體內(nèi)抗體產(chǎn)生、病毒增殖和患病程度之間的關(guān)系。請據(jù)圖回答：

表示病毒增殖的曲線是 ，表示人體患病程度的曲線是 ，據(jù)圖可以判斷該患者初次感染前體內(nèi) （填“有”或“沒有”）相應(yīng)的抗體。免疫細(xì)胞行使免疫功能時，會涉及胞吞和胞吐這兩種物質(zhì)跨膜運輸方式，這兩種方式的共同點有

（答出兩點即可）。

【答案】（1）興奮（膜電位改變）? ? 神經(jīng)遞質(zhì)與甲狀腺激素（必須寫出這兩種，多寫其他合理答案也可）? ? 甲狀腺激素與腎上腺素? ? （負(fù)）反饋調(diào)節(jié) （2）a1、a2? ? b1、b2? ? ?沒有? ?能運輸生物大分子、運輸過程中形成囊泡、需要消耗能量等

【解析】（1）受體與淋巴因子結(jié)合可引起神經(jīng)元興奮（膜電位改變），體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦，突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)能引起下丘腦分泌活動改變;當(dāng)血液中甲狀腺激素含量過高時，甲狀腺激素會抑制下丘腦的分泌活動，即能引起下丘腦分泌活動改變的信息分子有神經(jīng)遞質(zhì)與甲狀腺激素。甲狀腺激素與腎上腺素都能促進細(xì)胞代謝，促進機體產(chǎn)熱。由于（負(fù)）反饋調(diào)節(jié)機制的存在，機體內(nèi)各種激素的含量保持相對穩(wěn)定。（2）據(jù)圖分析，表示病毒增殖的曲線是a1、a2，表示人體患病程度的曲線是b1、b2，表示抗體產(chǎn)生的曲線是c，由圖可知表示抗體產(chǎn)生的曲線c是從0開始的，說明在第一次感染前體內(nèi)沒有相應(yīng)抗體，該患者第二次被感染時，因為體內(nèi)有記憶細(xì)胞的存在，在短時間內(nèi)會產(chǎn)生較多的抗體。胞吞、胞吐是大分子出入細(xì)胞的方式，需要細(xì)胞消耗能量，被運輸分子需依賴細(xì)胞膜流動性，實現(xiàn)大分子出入細(xì)胞。