什么是冠状病毒 ? 专业学者解释不同的 冠状病毒

冠状病毒 (coronavirus) 是一种广泛存在于多种动物体的病原体,感染人体会引发呼吸道疾病,其中SARS-CoV、MERS-CoV及2019-nCoV三种可造成致命的肺炎,特别是由2019-nCoV引起的严重特殊传染性肺炎,近来已成为国际关注的焦点。

冠状病毒 (coronavirus) 是一种广泛存在于多种动物体的病原体,感染人体会引发呼吸道疾病,其中SARS-CoV、MERS-CoV及2019-nCoV三种可造成致命的肺炎,特别是由2019-nCoV引起的严重特殊传染性肺炎,近来已成为国际关注的焦点。多年来国际学术界及医药界一直在开发对抗冠状病毒引发之致命性肺炎的相关药物及疫苗,虽然尚无突破性进展,但经过科学界不断的努力及基于目前研发的快速进展,相信在不久的将来一定可以有效治疗及预防此种病毒所引发的疾病。

什么是冠状病毒 ? 专业学者解释不同的 冠状病毒

什么是冠状病毒

冠状病毒 是一种单链正股(single-stranded, positive-sense)的RNA 病毒,属于coronaviridae 科,可再分为α, β, γ 及δ 四个属(genus)。病毒粒子(virion)具有螺旋对称的外壳蛋白(capsid)及外套膜(envelope),基因组大小约为26-32千碱基对(kilo base pair),是所有RNA病毒中最大的。外套膜边缘有棒状的棘突蛋白(spike protein),可和宿主细胞的受体(receptor)连接以感染宿主,由于棘突形态类似王冠,故被称为 冠状病毒。因其具有以下特性,所以相关疾病的管制及预防十分不易。

  1. 跨物种传播性:可在不同种动物之间及人与动物之间传播,也可以在人与人之间传播。
  2. 高传染性:可经由空气传染(飞沫传染),亦可经由直接接触传染,有效传染率高,甚至发现可以无症状传染。
  3. 高变异性:病毒基因组突变率高,疫苗及药物研发很困难,即便开发成功,上市后的疫苗产品及药物的有效期间也通常很短。

引起人类呼吸道疾病

可引起人类呼吸道疾病的 冠状病毒 共有七种:Human coronavirus (HcoV)-229E(α)、HcoV-NL63(α)、HcoV-HKU1(β)、HcoV-OC43(β)四种是感冒的常见病原体,通常症状较轻微,不会造成严重疾病,但少数免疫力差的患者可能会出现肺炎并发症严重急性呼吸道症候群冠状病毒 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus, SARS-CoV)、中东呼吸道症候群冠状病毒 (Middle east respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV) 及2019新型冠状病毒 (Novel coronavirus, 2019-nCoV) 三种则可引起致命的肺炎;其中最近爆发的严重特殊传染性肺炎是由2019新型 冠状病毒 引发。

病原体SARS冠状病毒(β-CoV)MERS冠状病毒(β-CoV)新型冠状病毒(β-CoV)
最初爆发地中国广东省顺德亚洲中东地区中国湖北省武汉
流行期间2002-2004年2012-2015年2019-2020年
自然宿主果子狸、蝙蝠、麝香猫等骆驼等不详,可能是蝙蝠、竹鼠、獾等
潜伏期2-10天2-14天7-14天
主要症状发烧、咳嗽、呼吸急促与困难、头痛、肌肉痠痛、倦怠及腹泻发烧、咳嗽、呼吸急促与困难,严重时引发肾衰竭、新包膜炎及血管凝漫性凝血发烧、咳嗽、呼吸困难及肺部入侵性病变
传染途径飞沫传染及接触病人分泌物飞沫传染及接触病人分泌物飞沫传染及接触病人分泌物
致死率约10%30-40%尚无明确统计数据

三种可引起人类致命肺炎的冠状病毒

治疗药物及预防疫苗的研发

世界各国科学家一直在进行对抗 SARS-nCoV 及 MERS-CoV 的药物及疫苗之研究,研发进展大致如下,惟迄今仍无获得国际正式认证的有效治疗药物及疫苗产品上市:

在2005年,台湾研究人员筛选720种具有抑制 SARS-CoV 复制所需 3C-样蛋白酶 (C30 endopeptidase, 3C-like protease, 3CLpro) 的活性天然物 (natural product),发现其中两种化合物有较明显作用:单宁酸 (tannic acid) 和3-异黄酮-3-没食子酸酯 (3-isotheaflavin-3-gallate)。经进一步研究后,他们发现茶黄素-3, 3-二去甲酸酯 (theaflavin-3, 3'-digallate) 是最佳的3CLPro抑制剂,已鉴定出新的有效抑制病毒的化合物。

在2014年,美国研究人员鉴定出会作用到MERS-CoV的棘突蛋白受体结合区域 (receptor binding domain) 的七种人类中和抗体 (neutralizing antibody),这些抗体具有结合到棘突蛋白受体结合域的三个不同的表位抗原 (epitope) 及人类二肽基肽酶4 (dipeptidyl peptidase 4) 受体的亲和力,可阻断病毒棘突蛋白与其人类二肽基肽酶4受体的结合,研究结果发现有助于MERS-CoV的清除,提供了开发单株抗体 (monoclonal antibody) -免疫疗法 (immunotherapy) 的可能性。

在2019年,中国和沙乌地阿拉伯的研究人员鉴定几种不同MERS-CoV分离株的棘突蛋白表位抗原,再使用免疫资讯学 (immuno-informatics) 的计算法来确定针对棘突蛋白的B细胞和T细胞的表位抗原,结果证明推定的抗原表位是有效的候选疫苗,具有根除和对抗MERS-CoV感染的潜力。

在2020年,韩国研究人员筛选具有抑制SARS-CoV的3CLpro活性的类黄酮(flavonoid)化合物,发现草质素(herbacetin)、野漆树苷(rhoifolin)和大蓟苷(pectolinarin)可有效阻断3CLpro的活性,经过进行系统性分析后,建议将这三种类黄酮化合物作为模板来设计功能改进的病毒抑制剂。

结论

日前世界卫生组织 (World Health Organization, WHO) 已将爆发于中国武汉的严重特殊传染性肺炎列为国际关注的公共卫生紧急事件 (Public Health Emergency of International Concern, PHEIC),引起世界各国提高警觉,纷纷采取检疫、隔离、消毒、关闭边界、断绝交通及限制旅客入境等防疫措施,防范疫情在本国爆发。在现今尚无针对2019-nCoV的有效药物或许可疫苗产品的情况下,继中国、澳洲及日本之后,台湾最近亦成功分离出2019-nCoV病毒株,这些发展使得对抗严重特殊传染性肺炎的药物及疫苗的研发露出一线曙光。

参考:
1. Chen CN ,  Lin CP ,  Huang KK ,  Chen WC ,  Hsieh HP ,  Liang PH ,  Hsu JT . Inhibition of SARS-CoV 3C-like protease activity by theaflavin-3,3′-digallate (TF3). Evid Based Complement Alternat Med.  2005 Jun;2(2):209-215. Epub 2005 Apr 7.
2. Tang XC ,  Agnihothram SS ,  Jiao Y ,  Stanhope J ,  Graham RL ,  Peterson EC ,  Avnir Y ,  Tallarico AS ,  Sheehan J ,  Zhu Q ,  Baric RS ,  Marasco WA . Identification of human neutralizing antibodies against MERS-CoV and their role in virus adaptive evolution. Proc Natl Acad Sci US A.  2014 May 13;111(19): E2018-26. doi: 10.1073/pnas.1402074111. Epub 2014 Apr 28.
3. Tahir Ul Qamar M ,  Saleem S ,  Ashfaq UA ,  Bari A ,  Anwar F ,  Alqahtani S . Epitope-based peptide vaccine design and target site depiction against middle east respiratory syndrome coronavirus: an immune-informatics study. J Transl Med.  2019 Nov 8;17(1):362. doi: 10.1186/s12967-019-2116-8.
4. Jo S, Kim S, Shin DH, Kim MS. Inhibition of SARS-CoV 3CL protease by flavonoids. J Enzyme Inhib Med Chem. 2020 Dec;35(1):145-151. doi: 10.1080/14756366.2019.1690480.

本文来自CASE报科学,本文观点不代表沙鸥科报立场,转载请联系原作者。

Copyright © 2016-2020 沙鸥科报 版权所有 - 沪ICP备16025919号