SARS-CoV-2的生物学特征
冠状病毒属套式病毒目(Nidovirales)冠状病毒科(Coronaviridae)冠状病毒属(Coronavirus),可导致家畜及人类的急慢性感染。冠状病毒颗粒直径为80~120nm,是目前已知RNA病毒中基因组最大的病毒。目前可感染人的冠状病毒一共有七种,其中HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63和HCoV-HKU1这四种冠状病毒是上呼吸道感染中常见的病毒,在普通感冒的病因中占第二位,仅次于鼻病毒,感染呈现季节性流行,每年春季和冬季为疾病高发期,人群普遍易感,主要通过人与人接触传播;另外三种冠状病毒分别为严重急性呼吸综合征病毒(severe acute respiratory syndrome coronaviru,SARS-CoV,又称SARS冠状病毒)、中东呼吸综合征病毒(middle east respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV,又称MERS冠状病毒)和2019新型冠状病毒(SARS-CoV-2)。SARS由人感染SARS-CoV引起,首先出现在中国广东省部分地区,2002年11月至2003年7月全球局部流行,SARS患者为最主要的传染源,症状明显的患者传染性较强。自2004年以来,全球再未有SARS病例报告。MERS是一种由MERS-CoV引起的病毒性呼吸道疾病,于2012年在沙特阿拉伯首次得到确认,在全球共波及中东、亚洲、欧洲等的27个国家和地区,单峰骆驼是MERS-CoV的一大宿主,且为人感染的主要传染来源,人与人之间传播能力有限。
引起COVID-19的SARS-CoV-2为单股正链RNA病毒,其基因组大小为29.9kb。与其他冠状病毒类似,SARS-CoV-2具有由脂质和糖蛋白组成的包膜结构。包膜的主要功能是维护病毒结构的完整性,并参与病毒入侵宿主细胞的过程。SARS-CoV-2包膜上有不同类型的糖蛋白,如刺突糖蛋白(spike protein,S蛋白)、小包膜糖蛋白(envelope protein,E蛋白)和膜糖蛋白(membrane protein,M蛋白)和血凝素糖蛋白(haemaglutininesterase,HE蛋白)等。S蛋白能与细胞受体结合并介导靶细胞的感染,在病毒入侵的起始阶段发挥重要作用。此外,核衣壳蛋白(nucleocapsid protein,N蛋白)是冠状病毒中另一种重要的结构蛋白。在冠状病毒颗粒中,N蛋白处于病毒颗粒的核心部分,在病毒转录和组装中起着关键作用。SARS-CoV-2是
属的冠状病毒(
-CoVs)成员之一。我们熟知的引起SARS的SARS-CoV和引起MERS的MERS-CoV也是
-CoVs的成员。研究表明,SARS-CoV-2与SARS-CoV和MERS-CoV的序列同源性分别为79.5%和50%。在SARS-CoV-2与SARS-CoV的开放读码框1ab中,7个保守的复制酶结构域之间有94.6%的序列同源性,提示两者之间密切的遗传相关性。(https://www.daowen.com)
SARS-CoV-2病毒颗粒直径为60~140nm,呈圆形或椭圆形。有关SARS-CoV-2理化特性的知识大多来自对SARS-CoV和MERS-CoV的研究。冠状病毒可被紫外线灭活或在56℃30分钟下灭活,也可使用敏感的杀菌剂,如乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿,然而0.05%~0.2%苯扎溴铵、0.02%的氯己定葡萄糖酸盐不能有效灭活冠状病毒。在对SARS-CoV的研究中发现,人类冠状病毒在室温24℃条件下至少可在尿液中存活10天,在腹泻患者的痰液和粪便里存活5天以上,在血液中存活约15天,在塑料、玻璃、马赛克、金属、布料、复印纸等多种物体表面均可存活2~3天。最新研究发现,SARSCoV-2在气溶胶中可存活3小时,在塑料和不锈钢上可存活72小时,但感染效价已降低。而SARS-CoV-2在铜表面存活时间不超过4小时,在纸板表面存活时间不超过24小时。
与SARS-CoV相似,SARS-CoV-2也通过ACE2进入细胞。ACE2是一种I型膜蛋白,主要在肺、心、肾和肠中表达,与心血管疾病有关。生物物理学和结构证据表明,SARSCoV-2的S蛋白可与人ACE2结合,且其亲和力比SARS-CoV高10~20倍,ACE2-B0AT1复合物还可以同时结合两种S蛋白。此外,SARS-CoV-2的S2蛋白与两种蝙蝠SARS样冠状病毒(bat-SL-CoVZXC21和bat-SL-CoVZC45)和人类SARS-CoV具有99%的同源性。因此,抗S2的广谱抗病毒肽在治疗COVID-19上具有一定潜力。