致命的冠狀病毒還會來嗎

湯波

人們剛發(fā)現(xiàn)冠狀病毒時，并不是很在意。冠狀病毒只是眾多病毒中的一種，在大多數(shù)情況下只在動物之間傳播，對人類也只是引發(fā)輕微癥狀，不過它的危害越來越令人擔(dān)心。它在電子顯微鏡下呈球形，包膜表面布滿刺突，看上去像歐洲國王們頭頂上象征著權(quán)勢的王冠，因此科學(xué)家給它取了一個如今已響徹全世界的名字——冠狀病毒。為什么冠狀病毒會變得如此具有傳染性？它們還會卷土重來嗎？

一個大家族

1966年，英國醫(yī)生從一些普通感冒患者呼吸道中分離出一種新的病毒，還讓一些志愿者在鼻腔內(nèi)接種了這些病毒，結(jié)果大多數(shù)受試者都得了感冒，這個試驗證明了這種新病毒是感冒的致病原因之一。在同一年，美國芝加哥大學(xué)醫(yī)學(xué)系的研究人員也從感冒患者樣品中分離出一種新病毒，發(fā)現(xiàn)這種新病毒與引發(fā)呼吸道疾病的其他已知病毒都不同，他們給這種新病毒命名為229E。

隨后，研究人員用電子顯微鏡對他們分離的樣品進行觀察，發(fā)現(xiàn)這些病毒為中等大小，約80-150納米，只有動物細胞核的1/10，具有包膜，包膜上面布滿棍狀突起。從結(jié)構(gòu)來看，英國和美國醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的這些新病毒，與之前發(fā)現(xiàn)的引起雞傳染性支氣管炎、小鼠肝炎和豬傳染性胃腸炎的病毒類似，因此科學(xué)家們將這些病毒歸于一個新的病毒屬——冠狀病毒屬。

隨后30多年里，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)很多種冠狀病毒，其中包括人冠狀病毒OC43，不過這種病毒與229E一樣，都只是引起人類輕微的呼吸道疾病，癥狀以發(fā)熱、咳嗽、流涕為主，一般不會致死。這兩種病毒引起的感冒疫情在美國每隔2～3年就會爆發(fā)一次，其中229E容易引起美國全國性流行感染，OC43只是局部爆發(fā)。SARS疫情爆發(fā)以后，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了另外兩種只會引起輕微呼吸道癥狀的人類冠狀病毒NL63和HKU1。數(shù)據(jù)顯示，冬春季節(jié)比夏秋季節(jié)更容易發(fā)生呼吸道冠狀病毒感染，流行期間冠狀病毒感染占總呼吸道病毒感染的35%，引起成人感冒的比例約為15%。由于癥狀比較輕微，而且當(dāng)時科學(xué)家并沒有弄清楚這些冠狀病毒是否是由動物傳染給人類的，因此這些病毒只有少數(shù)醫(yī)生或研究人員知曉，并沒有引起公眾的關(guān)注。

但是科學(xué)家在很多牲畜、家禽和伴侶動物身上也發(fā)現(xiàn)了冠狀病毒，而且這些冠狀病毒往往會在動物身上引起嚴(yán)重甚至是致命的疾病，其中包括呼吸道、腸道、心血管和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等，因此在動物疫病防控方面，冠狀病毒是一種值得關(guān)注的病毒。

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)冠狀病毒屬于單股正鏈RNA病毒，基因組長約2.7萬～3.3萬堿基對，是已知病毒中最大的RNA病毒。由于冠狀病毒致病機制多樣且復(fù)雜，科學(xué)家根據(jù)其抗原和遺傳組成，將已知的冠狀病毒分為4屬：一為阿爾法冠狀病毒，包括可感染人類的229E、NL63和其他哺乳動物源病毒;二為貝塔冠狀病毒，包括OC43病毒以及后面發(fā)現(xiàn)的可感染人類的三種致命冠狀病毒;三為伽馬冠狀病毒，主要感染禽類，如禽類傳染性支氣管炎病毒等，少數(shù)可感染哺乳動物;四為德爾塔冠狀病毒，同樣以感染禽類冠狀病毒為主，不過在海獅中也發(fā)現(xiàn)了這種冠狀病毒。目前被國際病毒分類委員會列入病毒目錄的冠狀病毒約有40種，而阿爾法冠狀病毒和貝塔冠狀病毒目前已發(fā)現(xiàn)了近30種，并且只感染哺乳動物和人類。而尚未列入目錄的還有200多種，由此可見冠狀病毒的確是個龐大的病毒家族。

顯微鏡下的冠狀病毒

冠狀病毒宿主關(guān)系圖（圖片修改自《Nature Reviews Microbiology》）

三次冠狀病毒疫情

21世紀(jì)以來共出現(xiàn)了三次由人類冠狀病毒引起的重大全球性疫情。

第一次是2002-2003年的SARS疫情，廣東等地相繼出現(xiàn)不明原因的肺炎死亡病例，之后這種疫情在中國大多數(shù)省份和30多個國家爆發(fā)，共感染8000多人，死亡774人。這是新世紀(jì)以來第一次全球性傳染病大流行，也是冠狀病毒首次引起全世界的關(guān)注。由于之前從沒有發(fā)生過冠狀病毒引發(fā)的流行病疫情，所以科學(xué)家查明病原體用了近3個月的時間。剛開始科學(xué)家以為是細菌或衣原體感染，直到香港大學(xué)的科學(xué)家從肺炎患者體內(nèi)分離出冠狀病毒，才證明了這次疫情是由冠狀病毒引發(fā)的。不久，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)SARS冠狀病毒屬于貝塔冠狀病毒屬，它通過結(jié)合細胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）受體而入侵人類細胞，進而引發(fā)感染。那么，SARS冠狀病毒到底是從哪里來的？這個問題也引起了科學(xué)家的興趣。2003年，中國科學(xué)家在中國南方廣泛食用的果子貍身上發(fā)現(xiàn)了與SARS冠狀病毒同源性高達99%的冠狀病毒。兩年后，武漢病毒研究所和中國香港大學(xué)兩組研究團隊分別獨立發(fā)現(xiàn)SARS病毒的自然宿主為中華菊頭蝠，因此最終確定蝙蝠是SARS冠狀病毒的自然宿主，而果子貍則屬于中間宿主?？茖W(xué)家推測，SARS冠狀病毒可能是從蝙蝠傳給果子貍等動物，然后通過果子貍感染人類。

第二次為中東呼吸綜合征（MERS）疫情，于2012年6月在沙特阿拉伯爆發(fā)。2015年5月它又在韓國爆發(fā)，最終波及了全球20多個國家和地區(qū)，共感染2496人，死亡858人，死亡率高達34%。中東呼吸綜合征也是由冠狀病毒引發(fā)的，這種病毒剛開始被誤以為是SARS，因為MERS冠狀病毒與SARS冠狀病毒同屬貝塔冠狀病毒屬。后來發(fā)現(xiàn)，兩者在遺傳上相差較遠，基因存在較大差別，而且最重要的是，MERS病毒與人類細胞結(jié)合的受體為一個叫做二肽基肽酶（（DPP4，也稱為CD26））的受體蛋白。有意思的是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，MERS冠狀病毒的自然宿主也來自蝙蝠，不過其中間宿主為駱駝，病毒的傳播路徑則是由蝙蝠到駱駝，再傳給人類。

第三次就是這次新型冠狀病毒肺炎疫情。2019年12月初，湖北省武漢市開始出現(xiàn)病毒性肺炎病例，1月初中國科學(xué)家從患者體內(nèi)分離出病毒，發(fā)現(xiàn)此次肺炎病原體與2003年爆發(fā)的重癥急性呼吸綜合征（SARS）和2012年爆發(fā)的中東呼吸綜合征（MARS）一樣，均屬于冠狀病毒，因此該病原體被命名為新型冠狀病毒。新型冠狀病毒肺炎癥狀與SARS非常相似，所以容易讓人誤認(rèn)為SARS，不過經(jīng)過病毒基因組比對發(fā)現(xiàn)，兩者的基因組相似性只有約80%，而且關(guān)鍵的受體結(jié)合蛋白的基因組和氨基酸序列相似性更低，只有70%左右，相對而言，人類與黑猩猩的基因組相似性高達99%以上，這表明兩個病毒屬于不同進化支的冠狀病毒。與SARS病毒一樣，新型冠狀病毒也是通過結(jié)合人類細胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）而入侵的，其自然宿主也是蝙蝠，不過其中間宿主還存在爭議，穿山甲是主要候選之一。

下一個可能的新疫情

除了新冠病毒、SARS冠狀病毒和MERS冠狀病毒之外，人類還可從蝙蝠等野生動物身上感染到數(shù)百種甚至數(shù)千種冠狀病毒。這些病毒隨時可能發(fā)生突變和重組，極有可能演化出新的致命冠狀病毒，所以人類要警惕可能發(fā)生的新的病毒疫情。

美國哥倫比亞大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校研究人員在全球20個國家（地區(qū)）開展了動物源病毒流行病學(xué)調(diào)查，他們在動物疾病傳播人類風(fēng)險最大的地區(qū)（包括森林砍伐，生態(tài)旅游和動物保護區(qū)）對近2萬只蝙蝠、嚙齒動物、非人類靈長類動物和人類進行了采樣和測試。研究人員在確定的100種不同的冠狀病毒中，發(fā)現(xiàn)蝙蝠含有其中98%以上的病毒，這些蝙蝠來自12個科，共282種。根據(jù)所有1200種蝙蝠來推斷，他們估計全世界蝙蝠共攜帶3204種冠狀病毒，其中大多數(shù)尚未被發(fā)現(xiàn)和描述。除了蝙蝠，未知的冠狀病毒也可能潛伏在嚙齒類動物等野生動物體內(nèi)，比如感染人的冠狀病毒OC43和HKU1的自然宿主就是鼠類。

云南省昆明市4個彝族鄉(xiāng)村莊附近有2個蝙蝠洞，距離村莊在1.1-6.0公里之間。2015年10月，長期從事冠狀病毒溯源研究的武漢病毒研究所石正麗團隊在收集了這4個彝族鄉(xiāng)村莊218個居民的血清樣本經(jīng)過檢測，研究人員發(fā)現(xiàn)其中6人在SARS相關(guān)冠狀病毒的檢測中呈陽性，說明SARS相關(guān)冠狀病毒具有較高直接感染人的能力，且無需中間宿主。石正麗等人指出，蝙蝠體內(nèi)的SARS相關(guān)冠狀病毒“溢出”到人類體內(nèi)后，可能會引起類似SARS的疾病，建議對與蝙蝠接觸的相關(guān)地區(qū)加強監(jiān)測。

可見，下一輪冠狀病毒引發(fā)的傳染病隨時都可能到來。當(dāng)然人類并不能因此對蝙蝠、嚙齒動物或其他野生動物趕盡殺絕，因為不同野生動物在整個生態(tài)系統(tǒng)中都有它們的特殊功能。比如蝙蝠在自然界肩負(fù)著維持昆蟲生態(tài)平衡、抑制蚊蟲過度繁殖、幫助熱帶植物傳花授粉等重要使命。我們能做的，就是不要去打擾蝙蝠和其他野生動物，更不要把這些野生動物當(dāng)成盤中餐，同時加強野生動物和家養(yǎng)動物的病毒演化和疫情監(jiān)測，這或許是未來防止新疫情發(fā)生的最為有效的辦法。

研究人員給野外蝙蝠檢測病毒。