你需要了解的冠狀病毒

葉盛　唐昊

今年的寒假大概是咱們的讀者經歷過的最無聊又驚心動魄的寒假了。

原本指望著趁“春節+假期”的好時機，要么出去旅游，要么走親訪友，要么去各種游樂場大玩特玩，然而一場突如其來的疫情，使得這一切都變成了泡影。

隨著1月23日武漢發布決定“封城”，之后全國三十多個省市陸續發布了突發公共衛生事件一級響應。一場席卷全國的疫情打破了鼠年春節的歡樂祥和。

這場疫情由一種“新型冠狀病毒”引起的，那么它究竟從何而來，對人體到底有什么損害，我們該怎么來跟它對抗？

更重要的是，我們需要怎樣來認識病毒，當我們避不開它們的時候，該如何面對它們？

細說冠狀病毒

冠狀病毒是個大家族

2019年12月份，武漢市出現了一種致病原因不明的新型肺炎。很快，我國的科研工作者們成功從病人的分泌物樣本中分離出了一種病毒，在電子顯微鏡下呈現出了冠狀病毒的模樣。進一步的基因組測序表明，它與能夠感染蝙蝠的冠狀病毒有著高達87%的序列相似度，證實這是一種新型的能夠感染人類的冠狀病毒。國際病毒分類委員會將該新型冠狀病毒命名為“SARS-COV-2”，世衛組織為將這種病毒所導致疾病命名為“COVID-19”，中文為：2019冠狀病毒病。

冠狀病毒已經引發的兩次大規模疫情

注：這兩種病毒與2019 新型冠狀病毒有著較高的基因組相似性

不過，你大概并不清楚：其實有一些種類的冠狀病毒一直就生活在我們每個人的鼻子里面，還時不時地會給我們找點麻煩。這個不大不小的麻煩就是普通感冒。

普通感冒V.S.流行性感冒

雖然普通感冒較為溫和，但人們還是得解決它啊。于是人類開始了“攻克”它的過程，并在這個過程中發現了冠狀病毒。

冠狀病毒發現史

注：上述病毒中有四種冠狀病毒只能引起普通感冒，大概占普通感冒病例中的10%～15%左右。再加上SARS病毒、MERS病毒和SARS-COV-2，這是目前已知會感染人類的所有7種冠狀病毒。

冠狀病毒為何能感染人

實際上，人類發現的第一種冠狀病毒是會在雞群當中迅速傳播的禽傳染性支氣管炎病毒。這種病毒于20世紀60年代初就得到了分離鑒定，并在電子顯微鏡下觀察到了它們的模樣。禽傳染性支氣管炎病毒呈不規則的圓形，周圍有一圈明亮的突起，看起來很像是太陽周圍那圈明亮的日冕，又像是歐洲古代王冠上那圈突起的尖刺。于是，這種病毒被命名為冠狀病毒（coronavirus），與日冕（corona）同樣來自拉丁語的“王冠”一詞。

冠狀病毒刺突蛋白與感染機制

功能：

·探測器

·識別對接裝置

工作原理：

·找到呼吸系統中特定細胞

·與之對接，實現與細胞融合

·向細胞內釋放遺傳物質

注：不同冠狀病毒的不同刺突蛋白，決定了它們能夠識別哪些生物的哪些細胞，也決定了它們的感染能力。

之所以SARS病毒、MERS病毒，以及此次的SARS-COV-2會突然出現，很可能與刺突蛋白編碼基因的突變有關。也就是說，這些冠狀病毒原本生活在動物體內，并不具備感染人類的能力。但是當自然界偶然的突變改變了冠狀病毒刺突蛋白的編碼基因時，生產出來的變異刺突蛋白恰好能夠識別人類細胞表面的某些蛋白質，又恰好接觸到了人體的呼吸道黏膜，于是它們才具備了侵染人體的可能。

冠狀病毒的復制

在所有地球生命的細胞中，負責承載遺傳信息的遺傳物質都是雙鏈DNA，在產生生物蛋白質過程中，遺傳信息的流動方向是不可逆的，這就是生物學所謂的“中心法則”。

如下：

根據國際病毒分類委員會的決定，冠狀病毒自成一科，歸屬于網巢病毒目之下。但是對于病毒分類還有另一套被廣泛認可的體系，也就是由諾獎得主戴維·巴爾的摩（David Baltimore）主張建立的“巴爾的摩病毒分類系統”。在該體系中，冠狀病毒屬于“（+）單鏈RNA病毒”。它的復制方式比一般生物細胞DNA膚質更簡單：

①巴爾的摩病毒分類系統

以基因組和病毒轉錄mRNA方式為區分的病毒分類系統。基于病毒mRNA的生成機制的病毒基因組不同種類，可以將病毒分為7類：1.雙鏈DNA病毒（如腺病毒、皰疹病毒、痘病毒）2.單鏈DNA病毒（+）DNA（如小DNA病毒）3.雙鏈RNA病毒（如呼腸孤病毒）4.（+）單鏈RNA病毒（如微小核糖核酸病毒、披蓋病毒）5.（-）單鏈RNA病毒（如正黏液病毒、炮彈病毒）6.單鏈RNA逆轉錄病毒（如艾滋病毒）7.雙鏈DNA逆轉錄病毒（如肝病毒）

像冠狀病毒這樣的（+）單鏈RNA病毒，自我復制過程就相對簡單：

這種復制方式看似直接簡單，但它們其實也有自己的難題。正常細胞中轉錄的一條mRNA都對應著某一種蛋白質的肽鏈。而冠狀病毒所需的所有蛋白質都編碼在了同一條RNA鏈上，因此它生產出來的也是一條對應很多種蛋白質的長肽鏈。

為解決這個問題，冠狀病毒在長肽鏈第一位的蛋白質生產一個“剪刀”，這個名叫“主蛋白酶”的蛋白質，能夠按要求把長肽鏈剪成幾截，每截剛好對應單個蛋白質：

針對冠狀病毒這種復制特性，如果我們能找到一種抑制主蛋白酶活性的小分子，讓長肽鏈在最后一步不能變成單個病毒蛋白。這樣雖然已經被病毒侵染的細胞仍要死去，但卻無法生成新的病毒蛋白質，抑制了病毒在機體內擴散。這也是目前抗冠狀病毒藥物研發中最有希望的一條途徑。

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并非所有單鏈RNA病毒都是像冠狀病毒這樣的正義單鏈RNA病毒，還存在著另外兩類成員。一類是“（-）單鏈RNA病毒”，它們需要用病毒自帶的RNA聚合酶生產出與負義鏈互補的正義RNA鏈來，才能啟動蛋白的生產。另一類則是大名鼎鼎的“正義單鏈RNA逆轉錄病毒”，它們需要逆著中心法則的方向，以RNA為模板合成出DNA來，再把這些DNA整合到細胞核的DNA中去。由此，它們的全套遺傳信息就能在細胞中潛伏下來，隨時生產新的病毒顆粒。巴爾的摩就是因為發現了催化逆轉錄過程的逆轉錄酶，而獲得了1975年的諾貝爾生理學及醫學獎。

新型冠狀病毒到底怎么對人類下手

2019“新冠”病毒跟人體的微觀戰斗

2019新型冠狀病毒的致病機制尚不完全清楚，根據目前的研究基本確認它同SARS 病毒類似，但是它與SARS病毒在作用到受體的過程還有一點差異。

2019“新冠”病毒致病機制

中日友好醫院的曹彬教授在柳葉刀雜志發表的論文，研究了前期41名患者的相關炎癥指標情況，發現其炎癥細胞因子明顯升高，推測2019新型冠狀病毒可以引起炎癥細胞因子風暴，從而導致相關器官損害。

傳播途徑

在去年底到今年初的這場疫情中，最早感染的41個患者中，28例去過武漢的華南海鮮市場，但是13例與海鮮市場之間沒有關聯。而且，最早感染的患者于2019年12月1日患病，12月8日入院，也跟海鮮市場沒有任何關系。由于病毒感染有一定潛伏期，所以推測2019新型冠狀病毒第一次人類感染發生在11月。如果是這樣，病毒可能在武漢或者其他地方已經感染，但是在華南海鮮市場爆發。

目前發現，2019新型冠狀病毒可通過動物為中介傳染給人類，且具有人傳人的能力。目前流行病學研究認為，病毒通過呼吸道飛沫、皮膚接觸或直接接觸帶有病毒的分泌物進行傳播。

超級傳播者

如果有一名具有極高傳染性的攜帶病毒患者，常常可以導致10人或更多人感染疾病，而導致疫病大規模爆發，這就是超級傳播者。在疾病傳播研究中，超級傳播者往往受到高度關注。實際上，典型的超級傳播通常符合80/20法則，即大約20%的受感染者導致了80%的傳播個案。

超級傳播者畫像

多為老年人

●體質較差

●往往有基礎疾病（糖尿病、高血壓、心臟病……）

感染初期：

·常被誤診為普通感冒

·在家治療

感染后期

·傳染性極強

·聚集性傳播

·自身病情迅速惡化

·并發癥多

·死亡率高

臨床表現

作為一種新型病毒導致的傳染病，現在關于2019新型冠狀病毒感染癥狀報道的文獻較少，或者是流傳的癥狀來源不規范，所以典型癥狀不能完全確定。按照世界衛生組織的定義，如果有發熱、咳嗽、呼吸急促，這三個癥狀，再加上有流行地區或者攜帶者接觸的病史，就需要考慮被感染的可能。

新英格蘭雜志報道的41位早期感染者的癥狀（發病時間為2019年12月8日至2020年1月2日）占比大致如下——

多數病例生命體征穩定，多有白細胞減少和淋巴細胞減少。重癥患者的癥狀為重癥肺炎、急性呼吸窘迫綜合征、膿毒性休克和多器官功能衰竭。值得注意的是這里發燒的定義為體溫>37.3℃，并不是傳統的38℃。

曹彬教授曾這么提醒：“雖然有些癥狀與SARS相似（例如發熱、干咳、呼吸困難），但是還有一些重要的區別，比如新型冠狀病毒感染患者不存在上呼吸道癥狀（例如流涕、打噴嚏、喉嚨疼痛）和腸道癥狀（例如腹瀉，見于20%～25%SARS患者）”。

在這里補充一點，新聞播報的確診病例，并不是所有的感染者，有的感染者沒有出現癥狀，僅僅是攜帶，具有傳染性，但是也不會去醫院就診，也不會確診。也就是說，真正感染的人數遠遠大于確診再加疑似病例的數量。這也是國家制定政策，要求大家隔離的原因之一。

預防新型冠狀病毒

“新冠”病毒的傳播

2019新型冠狀病毒感染是一種傳染性疾病，可以直接感染，也可以借助感染者的體液以及排泄物，感染者所污染的物體，或者其他未知的載體傳播。

冠狀病毒無法活著懸浮在空中數小時或旅行超過幾米。像流感一樣，這種冠狀病毒通過直接和間接接觸傳播。直接接觸是通過微生物與口腔分泌物的密切接觸而發生的。當感染者咳嗽或打噴嚏，將冠狀病毒飛沫傳播到附近的表面，包括旋鈕、雨滴和智能手機等等東西上的時候，間接接觸就會產生。

在支氣管鏡和呼吸道治療等醫療過程中產生的水滴可能被霧化，感染多名醫務人員，并使之擴散。個人防護屏障手套，口罩和護目鏡都能減少液滴傳播。

更復雜的是，我們不知道新冠狀病毒的傳播有多容易。傳播能在癥狀出現之前發生嗎？隨著時間的推移，有癥狀的人會變得不那么容易傳染，比如SARS病毒，還是像埃博拉病毒一樣，隨著疾病的發展而變得越來越具有傳染性？這些都是還需要進一步研究的問題。

從公共衛生方面預防“新冠”病毒

按照傳染病的控制方法，需要從傳染病的三元素著手，傳染源、傳播途徑、易感者。

傳染源預防

消毒

根據現有認知，冠狀病毒具有熱敏感性，暴露在紫外線下或處于56℃高溫環境下30分鐘可達到滅活效果。同時，利用乙醚、75%乙醇、合氯消毒劑、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。

隔離

自古以來，人類抗擊病毒的歷史都是一部流血史。在古代把傳染病又稱為瘟疫，對付瘟疫最有效的方法就是隔離。現階段政府采用的“封城”，限制外出的方法也主要是基于隔離理論，就像多米諾骨牌一樣，只有把人群分離開，才能夠阻斷其傳播，預防其發生。隔離分為傳染源重點隔離，主要是指疫區、患病者、攜帶者、疑似者接觸情況的人員。健康人員隔離，指的是對于其他未患病地區的人員限制其外出和公共區域活動，常常用于嚴重的傳染病隔離情況。

傳播途徑預防

呼吸道傳播途徑預防

2019“新冠”病毒感染主要是呼吸道傳播疾病，其呼吸道傳播預防，需要弄清楚空氣傳播與飛沫傳播的區別。按照衛計委2009年12月1日執行的《醫院隔離技術規范》中術語和定義對“空氣傳播”與“飛沫傳播”的定義分別是：

空氣傳播

帶有病原微生物的微粒（≤5微米）通過空氣流動導致的疾病傳播。

飛沫傳播

帶有病原微生物的飛沫核（>5微米），在空氣中短距離（1米內）

移動到易感人群的口、鼻黏膜或眼結膜等導致的傳播。

目前2019新型冠狀病毒歸為飛沫傳播。飛沫傳播時，合有大量病原體的飛沫在病人呼氣、噴嚏、咳嗽時經口鼻排入環境，大的飛沫迅速降落到地面，小的飛沫在空氣中短暫停留，局限于傳染源周圍。因此，經飛沫傳播只能累及傳染源周圍的密切接觸者。此種傳播在一些擁擠的公共場所如車站、學校、臨時工棚、監獄等較易發生。

主要預防方法：呼吸衛生/咳嗽禮儀、外科口罩、保持社交距離（>1米）。

口罩

普通民眾不知道什么人群應該佩戴什么類型的口罩，什么時候應該佩戴口罩。WHO于1月28日發布過相關建議社區內沒有呼吸道癥狀的個人：并不需要醫用口罩，因為沒證據表明能保護未患病的人群，但在一些國家可能會根據當地文化習俗戴口罩。

有呼吸道癥狀的個人：如果出現發燒、咳嗽和呼吸困難，應盡快戴上口罩并根據當地規定就醫。在分診或候診區等候時，或在轉院途中，佩戴醫用口罩。

疑似2019新型冠狀病毒感染且有輕微呼吸道癥狀的個人：為防止呼吸道分泌物擴散，應為患者提供醫用口罩，并在可耐受的情況下盡量戴上口罩。對于不能耐受醫用口罩的個人，應嚴格遵守呼吸道衛生的相關建議，即咳嗽或打噴嚏時用一次性紙巾掩住口鼻。紙巾使用后應及時處理。接觸呼吸道分泌物后立即洗手。

醫護人員：在疑似或確認2019新型冠狀病毒感染患者的病房，或在向疑似或確認患者進行任何就診服務時，都要戴上醫用口罩。

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佩戴口罩的正確方法：

①仔細戴口罩，并遮住嘴巴和鼻子，口罩要系牢，盡量減少臉部與口罩之間的縫隙。

②佩戴過程中，不要用手觸摸口罩。

③取下口罩時，不要觸摸口罩正面，要從耳后取下口罩的系帶。

④佩戴口罩前后，或者佩戴中，接觸了口罩，需要使用含酒精的免洗洗手液清潔雙手;如果雙手有明顯的污漬，則用肥皂和水清洗。

⑤口罩一旦變濕，應立即更換一個潔凈的新口罩。

⑥禁止重復使用一次性口罩。

⑦每次使用后都應丟棄一次性口罩，并且取下后立即丟棄。

⑧不建議佩戴布口罩（如棉布口罩、紗布口罩）。

手衛生

手是最容易沾染和攜帶病原菌的媒介，不僅可以傳播，而且大部分人有用手揉眼睛、抓東西吃的習慣。據國外研究報道，在埃博拉疫情期間，被感染的人員，大部分都是由手接觸了病毒而導致的傳染。所以普通人需要勤洗手以保持衛生。

洗手注意事項：

·用肥皂以及流動清水清洗

·用合有酒精的免洗手液清洗

·洗手時間控制在20秒以上

注：2歲以上的兒童及成人，其皮膚屏障功能完善，手部沒有破口的情況下，可以使用含有酒精的免洗手液。

2歲以下嬰幼兒建議用專用肥皂及清水清洗。

2019新型冠狀病毒是一個新的病毒，按照鐘南山院士的說法，與SARS 病毒一樣，目前尚無有效藥物控制。所以醫療預防方法，就更無從談起。美國第一例“新冠”感染治療采用的是抗艾滋病的藥物Remdesivir治療獲得成功。但這影響因素很多，還需要更多研究。其他所謂中成藥或者中藥，預防、抑制或治療，目前看來尚處于實驗階段，離臨床應用還有很長路要走。

病毒——一種靜止的生命碎片

說了那么多，我們現在需要站到更高的層面來看，不僅僅只著眼于2019“新冠”病毒，乃至冠狀病毒家族了，而應該面對“病毒”這一類物質。它們非常特殊。

病毒是“活”的嗎？

什么是生命？如果世界上沒有病毒存在的話，這個問題的答案就很簡單了——生命都是由細胞構成的。

無論是單細胞的細菌、古菌、真菌，還是多細胞的絕大多數動植物，它們的生命活動都離不開細胞這個基本單元。細胞的意義在于，它將“生命”圈在了細胞膜這樣一道“圍墻”之內：墻內生機盎然，蛋白質催動著千萬種生化反應，吸收利用能量，合成分解生物分子，維護復制遺傳信息，有序度不斷增加;墻外的世界則是生命的荒原，能量從高峰流向低谷，無序度不斷增加。

然而，病毒的存在給科學家們出了一道難題，讓生命的定義變得模糊不清。它既像是生命，又不像是生命。

首先，從構成上來講，病毒像所有細胞生命一樣是由蛋白質、核酸、磷脂這些生命分子組成的。這就意味著它們也是高度有序的存在，是消耗能量才能生成的產物。

其次，病毒也像細胞一樣利用核酸分子來保存遺傳信息，有的病毒種類利用脫氧核糖核酸（DNA）來作為遺傳物質，有的種類則是用核糖核酸（RNA）來作為遺傳物質，有的病毒種類用的核酸是單鏈，有些則是雙鏈。相比之下，細胞則要統一得多，無論是什么生命形式的細胞，遺傳物質都是雙鏈DNA，而RNA大體上只作為從DNA到蛋白質的中間環節而存在。

甚至，病毒也有“圍墻”，以保持自己這個生命世界的獨立完整。包圍細胞的圍墻各式各樣，但一定會有一層由磷脂分子組成的細胞膜，上面還插有不少蛋白質，起著物質通道或信號探測器的作用。病毒的圍墻更是千差萬別，但與細胞正相反的是，一定會有一層完全由蛋白質分子組成的殼，稱為衣殼。相對于柔軟、流動的細胞膜而言，病毒的蛋白衣殼是堅實而固定的，還常常會搭建成正二十面體或螺旋體等結實的幾何構型。

盡管有著如此之多的相似之處，但病毒與細胞還是有一些本質上的差異。其中最重要的一點就在于能量的流動性上：如果說細胞是流動的生命，那么病毒只能算是靜止的生命碎片。

回到“什么是生命”這個問題上來，有人說：生命就是活的東西。那么再追問一句：什么算是“活”呢？顯然，能否運動不是一個標準。不要說植物這些基本不會運動的生物，就連動物之中也有很多物種是一生固定不動的。但是，不管是什么生命形態的細胞，它的“圍墻”之內一定是活的。

細胞內或者直接利用葡萄糖這樣的能量物質，或者像植物一樣獲取光能，然后再利用這些能量完成千千萬萬不同的生物化學反應。一個小小的細胞里，小到兩三個原子組成的氧分子與二氧化碳，大到數以萬計的原子組成的蛋白質或核酸分子，它們都在不停地分解合成，再分解，再合成，周而復始，生生不息。正如你不可能兩次跨過同一條河流，你也不可能兩次見到同一個細胞，因為能量不斷流入活細胞內，不停拆舊建新。這才是生命之“活”的實質所在。

從這個意義上來講，病毒是“死”的。病毒只是把承載遺傳信息的核酸分子，以及少量對它在細胞內啟動有用的蛋白質分子，包裹在了一層蛋白質衣殼的硬殼之中而已。有些種類的病毒還會再在外面包上一層類似細胞膜的包膜，能夠起到偽裝自己的目的。在這樣一個結構之中，不存在正在進行的生物化學反應，沒有能量的流動，也沒有物質的合成分解，是一條“靜止的河流”。

病毒這樣一個“死”的生命碎片，如果離開“活”的生命，那就永遠只能是“死”的。縱使它有遺傳信息，卻沒有復制遺傳信息的分子機器，也沒有生產更多衣殼蛋白來組裝更多病毒顆粒的分子機器。但是，活細胞里有這些機器。于是，病毒必須要入侵活細胞，利用活細胞的分子機器以及能量和物質，才能生產出更多的病毒顆粒來。因此，如果我們把病毒看作是一種生物，那么它就是徹頭徹尾的寄生生物，離開宿主的話就連“活”這個字也談不上了。

病毒并不“毒”

那么病毒為什么會令我們生病呢？其實有很多致病菌會釋放一些有毒性的毒素小分子，令我們的身體陷入不適，而“病毒”這個名字反而是冤枉的，因為病毒其實是無毒，并不會生產什么毒性物質。但是病毒的殺傷力卻比細菌大得多。雖然它的“目標”僅僅是盡可能多地復制自己，可結果卻是讓細胞崩潰瓦解。一個被侵染的細胞，能快速生產出數量眾多的病毒顆粒，具體數目因病毒不同而差異巨大，從數十到數十萬都有。總之，這些新病毒就會把細胞自身的能量和物質儲備耗盡。最終，當這些病毒從細胞釋放出去時，也就導致了細胞膜的徹底破裂。隨著病毒在宿主體內的傳播擴散，細胞一個接一個失去功能，死亡瓦解，宿主也就生病了。

比如以細菌為攻擊目標的噬菌體，會造成細菌細胞的破裂和死亡。這種長得像外星飛船一樣的病毒是生物學實驗中細菌培養的大敵。再比如令人聞之色變的埃博拉病毒，會無差別地攻擊各種人體細胞，令身體組織從內部瓦解，變得血肉模糊，所以它導致的疾病才會得名出血熱。艾滋病毒較為奇特，專門侵害免疫系統中的重要衛士T細胞，從而通過殺死這些細胞讓免疫系統癱瘓。實際上，相當一部分艾滋病人是由于免疫系統的失效而死于一些罕見的細菌或真菌感染。

雖然病毒如此可怕，但細胞生命并非沒有對付它們的辦法。病毒在地球上存在的歷史已經很悠久了，很可能與細胞的歷史一樣悠久。可以說，它們是與各種細胞生命共同進化而來的，所以細胞生命也就有了各自對付病毒的奇妙辦法。

細菌雖然只有一個細胞，但是它們“學會”了將遭遇過的噬菌體的一部分DNA片段儲存到自己的基因組中，稱為CRISPR區域。再遇到與CRISPR相匹配的核酸片段，就說明細菌又被噬菌體入侵了，于是就會發動一種稱為Cas9的酶去破壞病毒的核酸分子。實際上，CRISPR/Cas9這套系統已經被科學家們當成一種基因編輯技術而廣泛應用了。

人體的免疫系統也有豐富的手段來對抗病毒。既有細胞內的天然免疫，也有依賴抗體的獲得性免疫。我們打疫苗的時候，就是要把重要病毒的“樣貌”提前介紹給我們的免疫系統認識，以產生相應的抗體。另外，免疫系統一旦發現體內有細胞已經被病毒侵染了，就會啟動殺傷細胞的機制來清除這些被“污染”的細胞。然而這是一把雙刀劍，在2019“新冠”病毒引起的嚴重肺炎中，不少病人其實是死于自身免疫系統暴風驟雨般的強烈殺傷作用之下。

用藥物對抗病毒是一件相當困難的事情。因為病毒復制的數量大，速度快，所以變異得也特別快，這使得很多藥物會很快失去作用。另外，病毒與病毒之間的差異極大，幾乎就像是來自不同星球的生物一樣，所以抗病毒藥物也很難做到像抗菌的抗生素那樣廣譜。顯然，要想找到更高效更廣譜的抗病毒藥物，還需要我們對病毒有更深入的認識才行。