冠状病毒这一家

冉浩

2020年1月，我们度过了一个让人印象非常深刻但绝不愉快的春节，以及一个被适度延长了的假期，同样，并不让人愉快。这一切，源于一场突如其来的疫情，它的始作俑者是一种新型冠状病毒……

极度简单的冠狀病毒

冠状病毒是一大类很特殊的病毒，它们一般呈球形或椭球形，直径50～200纳米，是一些小到用光学显微镜都无法看到的家伙。不过，在病毒中，它们还算是比较复杂、比较大的。在它们的表面覆盖着由磷脂和蛋白质等组成的囊膜，表面有纤突。这些纤突的顶端呈球形，排列规则，就像皇冠一样，因此得名。

根据血清和基因组特点，冠状病毒被分成α、β、y和δ大类型。其中，α和β两类病毒主要感染哺乳动物，对我们的威胁最大，如人冠状病毒229E（HcoV-229E）、猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）、犬冠状病毒（CCoV）、猫传染性支气管炎病毒（FCoV）都属于α类冠状病毒，而大名鼎鼎的非典型肺炎病毒（SARS-CoV）、中东呼吸综合征病毒（MERS-CoV）则都属于β类冠状病毒。这一次的新型冠状病毒同样属于β类，与SARS病毒的关系较近，但不是相同的病毒。

与多数生物以双链DNA分子作为遗传物质不同，冠状病毒的遗传物质通常是单链RNA分子。事实上，单链RNA作为遗传物质没有DNA稳定，也不能形成DNA那样的长链分子，所携带的遗传信息也因此变得有限，只有一部分病毒是以它作为遗传物质的。在这些病毒中，冠状病毒的RNA最长，可以携带27-30.7Kb的遗传信息，此次的新型冠状病毒携带的遗传信息量为29.8Kb。这大概有多少呢7差不多相当于一篇3万个字母的文章，由于组成遗传信息的碱基只有4种，所以这篇文章只允许使用4种字母来组成单词、短语和句子，比26个字母的英文要低效得多……而人的基因组近3Gb，接近4万个基因，两者相比，在信息量上简直是文本文件和高清电影之间的区别！这样比较下来，其实冠状病毒的基因恐怕只能是个位数，然而已经足够了。为了入侵而存在

对冠状病毒来说，遗传物质RNA分子与衣壳蛋白结合，形成核衣壳，隐藏在囊膜内。由于极度简单，病毒并没有携带完成生命活动所需要的全部“设备”，它们必须寄生在细胞内才能够实现自我复制的功能。在细胞外的病毒，是没有生命特征的。但是，它们为入侵做好了准备。

冠状病毒的纤突实际上是特别的蛋白，被称为S蛋白，由1400-1800个氨基酸组成。S蛋白包括了基部杆状的S2亚基和顶部球形的S1亚基两部分。S2亚基的作用是插入病毒的囊膜中，锚定住蛋白，并且完成未来的入侵行动;头部的S1亚基的作用是找到可以入侵的细胞，并且粘上去……对SARS病毒和新型冠状病毒等B类冠状病毒来说，它们的S1亚基会寻找细胞表面一种被称为“血管紧张素转换酶||（ACE2）”的分子结构。如果细胞表面上有这个结构，那病毒就可以吸附上去，也就具备了感染的最基本条件。很遗憾，这是一个很重要的东西，它与血管的收缩与舒张有关，我们的不少细胞表面都有这个结构，比如心脏、肾脏、睾丸、胃肠道、肺等部位的细胞，以及遍布全身的血管细胞。毛细血管丰富的黏膜正是它们入侵的良好跳板，比如口、鼻，甚至眼结膜。

冠状病毒表面有大约200个S蛋白，一旦其中一两个S蛋白用头部“抓”住了细胞表面的分子结构，就会有更多的S蛋白找到更多的结构，慢慢地，它们会“拉扯”整个细胞膜变形，将病毒覆盖起来，病毒也就会逐渐向细胞内陷，最终“掉”进细胞内部。病毒虽然进入了细胞内，但仍然被一层脱落下来的细胞膜包裹着，不能将自己的物质释放出来。这时候，S蛋白发生了变化，它的S1亚基和S2亚基开始分离，轮到杆状的S2亚基发挥作用了。这些S2亚基就像棍子一样，把包裹着它们的膜捅开，然后将核衣壳释放到细胞内。病毒的RNA终于可以发挥作用了。

病毒RNA利用人体细胞丰富的资源和“设备”，开始量产新的病毒，然后再通过细胞将量产的病毒分泌出去。随着病毒的不断复制和释放，它们感染的范围逐渐扩大，会从呼吸道黏膜一直入侵到肺泡。理论上，如果它们继续前进，还可以入侵更多地方，但是人扛不住了……随着肺泡细胞的不断死亡，人的呼吸能力开始减弱，血液溶氧量迅速下降，会有生命危险。值得庆幸的是，我们的免疫系统最终会做出响应，并有望彻底消灭它们，一些抵抗力强的人甚至会在它们严重损伤肺部之前结束战斗，他们甚至有可能不会表现出太多症状，而另一些人则在医生、器械和药物的帮助下为免疫系统争取到更多的时间，最终康复。目前看来，新型冠状病毒的致死率比SARS病毒要低得多。

追索病毒的源头

新型冠状病毒和SARS病毒一样，主要依靠飞沫传播，也就是那些分泌出来的病毒会随着患者呼出的水汽、咳嗽和喷嚏打出的鼻涕唾沫释放出去。因此，为了减少被感染的概率，就要减少口鼻暴露的概率——戴能够防护飞沫的口罩是很好的选择，比如医用外科口罩。不过，对多数口罩来说，三四微米的颗粒是最难拦截的，而N95口罩则可以拦截95%以上的这种颗粒，因此是防护效果较好的口罩。

但是，新型冠状病毒不同于2003年的SARS病毒，也不同于2012年肆虐中东的MERS病毒，从未在人类之间传播过的病毒又是由谁传播给人的呢？

2019年年底，最初的病例都围绕着一个特殊的地方一地处武汉的华南海鲜批发市场。这个海鲜批发市场不仅卖海鲜，还大量非法贩卖野生动物。这里动物种类和数量都很多，“货物”密集，并且健康状况堪忧。病毒很可能就是在这些“商品”中酝酿出来的。

通常来讲，病毒感染的物种是比较有限的，我们前文也提到了，病毒要感染细胞，首先要找到细胞表面的特殊结构进行吸附，才能进入细胞。以新型冠状病毒来说，它可以感染人，但是如果不发生变异，感染其他动物的概率很小，因为其他动物细胞表面的ACE2和人类细胞的ACE2尽管相似，但仍是不同的，病毒如果无法识别，也就不能感染。因此，必须要某个和人密切接触过的动物身上携带的病毒发生了突变，变得恰好能感染人。这虽然是小概率事件，但如果机会够多，还是有一定概率发生的，毕竟冠状病毒的遗传物质RNA要比DNA不稳定多了。

截至发稿，这个中间宿主还没有完全确定，有观点认为是穿山甲，也有观点认为是雪貂或者蛇。当然，一定不会是海鲜，也不会是河鲜，因为鱼虾或者贝类实在和我们差得太多了，能感染它们的病毒即使突变也不可能感染人。

事情还没有结束。据媒体报道，通过对新型冠状病毒基因组的分析，结果发现，它与两种2018年于中国舟山采集到的蝙蝠来源SARS样冠状病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21密切相关。此外还有媒体报道，其与另一种蝙蝠中冠状病毒的序列一致性甚至高达96%。也就是说，病毒的最终源头是蝙蝠，不管是穿山甲还是别的动物，可能都只是中间宿主。

这并不意外。

2003年的SARS病毒，最终的溯源也是蝙蝠，果子狸只是中间宿主。MERS的源头同样是蝙蝠。分子生物学研究显示，人冠状病毒229E在200多年前可能和叶鼻蝠中发现的冠状病毒具有最近的共同祖先。蝙蝠和冠状病毒之间的密切关系，使得一些科学家产生了一个推论：就像怀疑多数流感病毒起源自鸟类一样，所有的人类冠状病毒甚至是哺乳动物的冠状病毒均来自蝙蝠。

然而，这样的猜测未必正确，而且也不应该成为我们捕杀蝙蝠或者其他野生动物的理由。蝙蝠是哺乳动物中的第二大类群，大约有1000种，占到哺乳动物物种总数的20%，它们数量众多，对维持生态系统具有重要的作用，同时也是重要的益兽。一旦蝙蝠被彻底清除，我们要面对的就是生态系统严重破坏的风险。这并不是一件比面对疫情更好的事情。

我们要做的是，与野生动物保持距离，对自然保持尊重，管理好我们的城市商业和卫生，让那些混乱、肮脏的“华南海鲜批发市场”不要再出现，不给疾病在各种动物和人之间酝酿、传播制造机会。同时，我们也要时刻保持警惕，生活在人群密集的城市中，总会伴随着各种疾病传播的风险，这几乎无法避免，我们的公共卫生系统要更加健全，特别是对那些新型疾病的响应，应该及时、高效、有序。