冠狀病毒這一家

冉浩

2020年1月，我們度過了一個讓人印象非常深刻但絕不愉快的春節，以及一個被適度延長了的假期，同樣，并不讓人愉快。這一切，源于一場突如其來的疫情，它的始作俑者是一種新型冠狀病毒……

極度簡單的冠狀病毒

冠狀病毒是一大類很特殊的病毒，它們一般呈球形或橢球形，直徑50～200納米，是一些小到用光學顯微鏡都無法看到的家伙。不過，在病毒中，它們還算是比較復雜、比較大的。在它們的表面覆蓋著由磷脂和蛋白質等組成的囊膜，表面有纖突。這些纖突的頂端呈球形，排列規則，就像皇冠一樣，因此得名。

根據血清和基因組特點，冠狀病毒被分成α、β、y和δ大類型。其中，α和β兩類病毒主要感染哺乳動物，對我們的威脅最大，如人冠狀病毒229E（HcoV-229E）、豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）、犬冠狀病毒（CCoV）、貓傳染性支氣管炎病毒（FCoV）都屬于α類冠狀病毒，而大名鼎鼎的非典型肺炎病毒（SARS-CoV）、中東呼吸綜合征病毒（MERS-CoV）則都屬于β類冠狀病毒。這一次的新型冠狀病毒同樣屬于β類，與SARS病毒的關系較近，但不是相同的病毒。

與多數生物以雙鏈DNA分子作為遺傳物質不同，冠狀病毒的遺傳物質通常是單鏈RNA分子。事實上，單鏈RNA作為遺傳物質沒有DNA穩定，也不能形成DNA那樣的長鏈分子，所攜帶的遺傳信息也因此變得有限，只有一部分病毒是以它作為遺傳物質的。在這些病毒中，冠狀病毒的RNA最長，可以攜帶27-30.7Kb的遺傳信息，此次的新型冠狀病毒攜帶的遺傳信息量為29.8Kb。這大概有多少呢7差不多相當于一篇3萬個字母的文章，由于組成遺傳信息的堿基只有4種，所以這篇文章只允許使用4種字母來組成單詞、短語和句子，比26個字母的英文要低效得多……而人的基因組近3Gb，接近4萬個基因，兩者相比，在信息量上簡直是文本文件和高清電影之間的區別！這樣比較下來，其實冠狀病毒的基因恐怕只能是個位數，然而已經足夠了。為了入侵而存在

對冠狀病毒來說，遺傳物質RNA分子與衣殼蛋白結合，形成核衣殼，隱藏在囊膜內。由于極度簡單，病毒并沒有攜帶完成生命活動所需要的全部“設備”，它們必須寄生在細胞內才能夠實現自我復制的功能。在細胞外的病毒，是沒有生命特征的。但是，它們為入侵做好了準備。

冠狀病毒的纖突實際上是特別的蛋白，被稱為S蛋白，由1400-1800個氨基酸組成。S蛋白包括了基部桿狀的S2亞基和頂部球形的S1亞基兩部分。S2亞基的作用是插入病毒的囊膜中，錨定住蛋白，并且完成未來的入侵行動;頭部的S1亞基的作用是找到可以入侵的細胞，并且粘上去……對SARS病毒和新型冠狀病毒等B類冠狀病毒來說，它們的S1亞基會尋找細胞表面一種被稱為“血管緊張素轉換酶||（ACE2）”的分子結構。如果細胞表面上有這個結構，那病毒就可以吸附上去，也就具備了感染的最基本條件。很遺憾，這是一個很重要的東西，它與血管的收縮與舒張有關，我們的不少細胞表面都有這個結構，比如心臟、腎臟、睪丸、胃腸道、肺等部位的細胞，以及遍布全身的血管細胞。毛細血管豐富的黏膜正是它們入侵的良好跳板，比如口、鼻，甚至眼結膜。

冠狀病毒表面有大約200個S蛋白，一旦其中一兩個S蛋白用頭部“抓”住了細胞表面的分子結構，就會有更多的S蛋白找到更多的結構，慢慢地，它們會“拉扯”整個細胞膜變形，將病毒覆蓋起來，病毒也就會逐漸向細胞內陷，最終“掉”進細胞內部。病毒雖然進入了細胞內，但仍然被一層脫落下來的細胞膜包裹著，不能將自己的物質釋放出來。這時候，S蛋白發生了變化，它的S1亞基和S2亞基開始分離，輪到桿狀的S2亞基發揮作用了。這些S2亞基就像棍子一樣，把包裹著它們的膜捅開，然后將核衣殼釋放到細胞內。病毒的RNA終于可以發揮作用了。

病毒RNA利用人體細胞豐富的資源和“設備”，開始量產新的病毒，然后再通過細胞將量產的病毒分泌出去。隨著病毒的不斷復制和釋放，它們感染的范圍逐漸擴大，會從呼吸道黏膜一直入侵到肺泡。理論上，如果它們繼續前進，還可以入侵更多地方，但是人扛不住了……隨著肺泡細胞的不斷死亡，人的呼吸能力開始減弱，血液溶氧量迅速下降，會有生命危險。值得慶幸的是，我們的免疫系統最終會做出響應，并有望徹底消滅它們，一些抵抗力強的人甚至會在它們嚴重損傷肺部之前結束戰斗，他們甚至有可能不會表現出太多癥狀，而另一些人則在醫生、器械和藥物的幫助下為免疫系統爭取到更多的時間，最終康復。目前看來，新型冠狀病毒的致死率比SARS病毒要低得多。

追索病毒的源頭

新型冠狀病毒和SARS病毒一樣，主要依靠飛沫傳播，也就是那些分泌出來的病毒會隨著患者呼出的水汽、咳嗽和噴嚏打出的鼻涕唾沫釋放出去。因此，為了減少被感染的概率，就要減少口鼻暴露的概率——戴能夠防護飛沫的口罩是很好的選擇，比如醫用外科口罩。不過，對多數口罩來說，三四微米的顆粒是最難攔截的，而N95口罩則可以攔截95%以上的這種顆粒，因此是防護效果較好的口罩。

但是，新型冠狀病毒不同于2003年的SARS病毒，也不同于2012年肆虐中東的MERS病毒，從未在人類之間傳播過的病毒又是由誰傳播給人的呢？

2019年年底，最初的病例都圍繞著一個特殊的地方一地處武漢的華南海鮮批發市場。這個海鮮批發市場不僅賣海鮮，還大量非法販賣野生動物。這里動物種類和數量都很多，“貨物”密集，并且健康狀況堪憂。病毒很可能就是在這些“商品”中醞釀出來的。

通常來講，病毒感染的物種是比較有限的，我們前文也提到了，病毒要感染細胞，首先要找到細胞表面的特殊結構進行吸附，才能進入細胞。以新型冠狀病毒來說，它可以感染人，但是如果不發生變異，感染其他動物的概率很小，因為其他動物細胞表面的ACE2和人類細胞的ACE2盡管相似，但仍是不同的，病毒如果無法識別，也就不能感染。因此，必須要某個和人密切接觸過的動物身上攜帶的病毒發生了突變，變得恰好能感染人。這雖然是小概率事件，但如果機會夠多，還是有一定概率發生的，畢竟冠狀病毒的遺傳物質RNA要比DNA不穩定多了。

截至發稿，這個中間宿主還沒有完全確定，有觀點認為是穿山甲，也有觀點認為是雪貂或者蛇。當然，一定不會是海鮮，也不會是河鮮，因為魚蝦或者貝類實在和我們差得太多了，能感染它們的病毒即使突變也不可能感染人。

事情還沒有結束。據媒體報道，通過對新型冠狀病毒基因組的分析，結果發現，它與兩種2018年于中國舟山采集到的蝙蝠來源SARS樣冠狀病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21密切相關。此外還有媒體報道，其與另一種蝙蝠中冠狀病毒的序列一致性甚至高達96%。也就是說，病毒的最終源頭是蝙蝠，不管是穿山甲還是別的動物，可能都只是中間宿主。

這并不意外。

2003年的SARS病毒，最終的溯源也是蝙蝠，果子貍只是中間宿主。MERS的源頭同樣是蝙蝠。分子生物學研究顯示，人冠狀病毒229E在200多年前可能和葉鼻蝠中發現的冠狀病毒具有最近的共同祖先。蝙蝠和冠狀病毒之間的密切關系，使得一些科學家產生了一個推論：就像懷疑多數流感病毒起源自鳥類一樣，所有的人類冠狀病毒甚至是哺乳動物的冠狀病毒均來自蝙蝠。

然而，這樣的猜測未必正確，而且也不應該成為我們捕殺蝙蝠或者其他野生動物的理由。蝙蝠是哺乳動物中的第二大類群，大約有1000種，占到哺乳動物物種總數的20%，它們數量眾多，對維持生態系統具有重要的作用，同時也是重要的益獸。一旦蝙蝠被徹底清除，我們要面對的就是生態系統嚴重破壞的風險。這并不是一件比面對疫情更好的事情。

我們要做的是，與野生動物保持距離，對自然保持尊重，管理好我們的城市商業和衛生，讓那些混亂、骯臟的“華南海鮮批發市場”不要再出現，不給疾病在各種動物和人之間醞釀、傳播制造機會。同時，我們也要時刻保持警惕，生活在人群密集的城市中，總會伴隨著各種疾病傳播的風險，這幾乎無法避免，我們的公共衛生系統要更加健全，特別是對那些新型疾病的響應，應該及時、高效、有序。