客观日本

关于新型冠状病毒,科学家最担心的是什么?

2020年02月03日 生物医药

日本国立感染症研究所2020年1月31日宣布,成功分离出了新型冠状病毒(图1)。经测序发现,其基因组序列和最初中国科研科学家获得的病毒序列同源性达99.9%(GenBank: MN908947.3)。对此,日本有科学家认为虽然新型冠状病毒经过了2个多月的增殖,但目前还没有发生基因突变(图2)。

关于新型冠状病毒,科学家最担心的是什么?

图1 VeroE6/TMPRSS2细胞侵染后病毒抗体与新型冠状病毒的荧光显像,蓝色为细胞核,绿色表示荧光抗体与病毒发生反应(图片:日本国立感染症研究所)

关于新型冠状病毒,科学家最担心的是什么?

图2 日本科学家成功分离出新型冠状病毒,并认为病毒没有发生基因突变(Television朝日的报道截屏)

病毒在人体细胞内增殖的过程,就是不断复制核酸的过程。一旦复制出错,就是人们所谓的基因突变。病毒核酸的碱基链越长,就越容易复制出错,也就是越容易基因突变。而此次的新型冠状病毒的核酸碱基链长度是一般流感病毒的2~3倍,所以科学家们担心新型冠状病毒变异

当一种病毒侵入人体细胞后,会在宿主细胞内不断复制自身的基因遗传信息,实现病毒的增殖(图3)。病毒增殖的时候,一旦复制出错,就是人们常说的病毒发生了基因突变(图4)。虽然基因突变的病毒虽然传染力较上一代病毒会有强有弱,但是变弱的病毒在与人体免疫系统的较量过程中通常会落败,而传染力较强的病毒会存活下来,也就是说病毒变得传染力越来越强,这也就是为什么科学家们担心新型冠状病毒变异的理由。

群马大学神谷亘教授表示,“如果人与人之间的传染持续,病毒就会发生突变。假设开始都是相同的新型冠状病毒感染了人,但到了感染后期,人体内就有可能出现许多不同类型的新型冠状病毒“。

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图3 病毒在宿主细胞内复制基因模式图(图片:NHK报道截屏)

关于新型冠状病毒,科学家最担心的是什么?

图4 新型冠状病毒基因复制出错示意图(图片:NHK报道截屏)

病毒核酸的碱基链越长,就越容易复制出错,也就是越容易基因突变。《新英格兰医学》杂志1月24日发表的中国学者的论文显示,此次分离的新型冠状病毒直径为0.06-0.14微米[文献2]。《柳叶刀》1月29日发表的中国学者文章中提到冠状病毒家族基因组长度为2.6到3.2万个碱基[文献3],而一般流感病毒的基因组约为1.3万个碱基,是后者的2-3倍。

神谷亘教授说,基因复制容易出错的关键原因就在于病毒的基因长度。冠状病毒是病毒中基因最长的一个家族,因此更容易复制出错,更容易变异。一旦出现强传染力的变异病毒,便会迅速在人群中传播,也就是出现流行病学中的“超级传播者”。

根据中国疾控中心研究人员1月29日发表在《新英格兰医学》杂志的论文[文献1],此次新型冠状病毒的“基本传染数”R0为2.2(基本传染数RO是指在没有外力的干预下,同一个前宿主平均能传染给多少个新宿主。当RO小于1表示该传染病会渐渐自我消亡),表示新型冠状病毒在无外力干预下将会传播开来。事实也显示,在2019年12月的时候,出现的病例还大多与华南海鲜市场有关,而到了2020年元旦之后,与华南海鲜市场无关的病例开始迅速增多,这一现象意味着新型冠状病毒已经人传人传播开来了。

关于新型冠状病毒,科学家最担心的是什么?

图5 新型肺炎爆发时间表 (图:《新英格兰医学》杂志[文献1])

深色为与华南海鲜市场有关联的感染者,浅色为与华南海鲜市场无关联的感染者,图中可见元旦前后与华南海鲜市场无关的感染者开始增多,由此可推测出现了人传人现象

另外,中国医学科学院病原生物学研究所所长金奇1月27日表示,根据以往SARS、MERS的经验,冠状病毒包括新型冠状病毒在内均对热敏感。56℃30分钟、乙醚、75%乙醇(酒精)、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂,均可有效灭活病毒。

文:JST客观日本编辑部

参考文献:
1. Qun Li, George F. Gao, et al., Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia. The New England Journal of Medicine. January 29, 2020. DOI: 10.1056/NEJMoa2001316
2. Na Zhu, George F. Gao, et al., A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. The New England Journal of Medicine. January 24, 2020. DOI: 10.1056/NEJMoa2001017
3. Roujian Lu, George F. Gao, et al., Genomic characterization and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. The Lancet. January 29, 2020. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8

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