新型冠狀病毒摭談

胡有紅

2019年12月，中國武漢出現不明原因肺炎，經檢測現已證實這場肺炎是由一種尚未在人類中發現的新型冠狀病毒（以下簡稱“新冠病毒”）感染所致，為病毒性傳染病，會引起急性呼吸道癥狀，嚴重危害人類健康。

新冠病毒的家庭成員

冠狀病毒（Coronavirus）是一個古老且常見的病毒大家系，冠狀病毒具有螺旋對稱的衣殼和外套膜結構，基因組是線性單股正鏈RNA，長度在27—32kb之間，是目前已知的RNA病毒中最長的RNA核酸鏈。在電子顯微鏡下，冠狀病毒邊緣具有形態近似日冕的突起，看上去像皇冠一樣，因此被稱作冠狀病毒。

根據病毒的血清學和基因組特點，冠狀病毒分為α、β、γ和 δ四個屬。冠狀病毒已在人類、其他哺乳動物和禽類中被發現，哺乳動物冠狀病毒主要為α、β屬冠狀病毒，禽冠狀病毒主要為γ、δ屬冠狀病毒。截至目前，科學家發現7種能引起人感染的冠狀病毒，其中于1965年和2004年發現的病毒屬于α屬冠狀病毒，其余五種均屬于β屬冠狀病毒。

發現時間 名稱 癥狀

1965 人冠狀病毒229E（HCoV-229E） 普通感冒

1967 人冠狀病毒OC43（HCoV-OC43） 普通感冒

2003 嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒

（SARS-CoV） 嚴重急性呼吸綜合征

2004 人冠狀病毒NL63（HCoV-NL63） 小兒急性下呼吸道感染

2005 人冠狀病毒HKU1（HCoV-HKU1） 急性呼吸道感染

2012 人冠狀病毒（MERS-CoV） 肺炎、急性呼吸窘迫綜合征，急性腎衰竭

2019 新冠病毒（名稱未正式確定） 肺炎、急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克等

新冠病毒的增殖

在人體的肺、心臟、腎臟和腸道等處的細胞膜上有一種膜蛋白ACE2，中文名稱“血管緊張素轉化酶2”，可以控制人體血壓平衡，ACE2作為病毒的受體，可能是新冠病毒侵染人體的關鍵。據科學家研究發現，新冠病毒感染人體細胞的關鍵就在于S蛋白與ACE2蛋白的結合。新冠病毒的刺突，即“皇冠”上有S蛋白，通過識別ACE2并特異性結合進入宿主細胞。如果把ACE2比作宿主細胞大門上的鎖，S蛋白則是打開這把鎖的鑰匙。

冠狀病毒基因組為線性單股正鏈RNA，結構與真核mRNA非常相似，這使得病毒基因組RNA自身可以作為翻譯的模板，省去了RNA-DNA-RNA的轉錄過程。其增殖過程如下：

由于病毒無細胞結構，需寄生在相應的活細胞中，因此釋放至細胞外的病毒繼續侵染更多的宿主細胞，導致生物體患病，嚴重的甚至死亡。

新冠病毒的疫苗研制

預防動物傳染病的主要手段是免疫接種。免疫接種是用疫苗等生物制劑注入到健康人體或其他動物身上，使機體發生特異性免疫，生物體獲得抵抗某一特定疾病原的免疫力。由于冠狀病毒的遺傳物質是RNA，比雙鏈DNA更容易發生基因突變，且冠狀病毒的RNA重組率非常高，病毒變異后發生系列變化：RNA序列改變→RNA編碼的氨基酸序列改變→氨基酸構成的蛋白質改變→抗原性改變→疫苗失效，進而免疫失敗。病毒變異給疫苗的研制帶來了一定的難度。

由于新冠病毒對于我們來說仍比較陌生，因此還存在一些不確定因素。國內疫苗研制采用5條技術路線同步開展的方式。

技術路線 原理

滅活病毒 用物理或化學手段使病毒失去感染能力，但不破壞病毒的抗原結構，經處理后制得疫苗

基因工程重組亞單位疫苗 把新冠病毒最有可能作為抗原的蛋白（S蛋白）的遺傳物質定向插入到細菌、酵母菌等受體細胞中，使之表達出S蛋白，經純化后制得疫苗

腺病毒

載體疫苗 以改造后無害的腺病毒作為載體，將S蛋白的基因重組到腺病毒基因組中，篩選能成功表達S蛋白的重組腺病毒制成疫苗

核酸疫苗 包括mRNA疫苗和DNA疫苗，把核酸（包括一些載體）注射到人體，并通過宿主細胞的表達系統合成S蛋白，從而刺激人體產生抗體

減毒流感病毒載體疫苗 利用減毒的流感病毒作為載體，攜帶S蛋白，共同刺激人體產生針對兩種病毒的抗體，疫苗既可預防新冠病毒肺炎又可防流感

牛刀小試

【例1】下列關于冠狀病毒的相關敘述正確的是（ ）

A.冠狀病毒通過染色體變異產生新品種

B.抗生素對冠狀病毒具有較強的殺傷作用

C.冠狀病毒屬于非細胞生物，不能獨立代謝

D.冠狀病毒只感染人體，不能感染其他動物

【答案】C

【解析】冠狀病毒通過基因突變產生新品種，A項錯誤。抗生素對細菌有較強的殺傷作用，對病毒沒有殺傷作用，B項錯誤。病毒是非細胞生物，不能獨立代謝，寄生在宿主細胞內，C項正確。冠狀病毒既可以感染人體，也能感染其他動物，D項錯誤。

【例2】下圖是新冠病毒侵入人體后，機體發生免疫反應的某個過程的示意圖。下列有關敘述正確的是（ ）

A.經吞噬細胞攝取處理后的抗原被呈遞給T細胞

B. T細胞在抗原的刺激下增殖、分化形成記憶細胞和漿細胞

C. T細胞與靶細胞密切接觸將導致靶細胞裂解釋放病原體

D.新冠病毒入侵人體后被徹底清除的過程屬于細胞免疫

【答案】A

【解析】抗原經吞噬細胞攝取和處理后呈遞給T細胞，屬于感應階段，A項正確。B細胞在抗原的刺激下增殖、分化形成記憶細胞和漿細胞，B項錯誤。效應T細胞與靶細胞密切接觸并導致靶細胞裂解屬于細胞免疫，C項錯誤。新冠病毒入侵人體后，需體液免疫和細胞免疫共同作用才能徹底清除病毒，D項錯誤。

【例3】冠狀病毒基因組為線性單股正鏈RNA，有助于其在宿主細胞內增殖。當冠狀病毒侵入宿主細胞后，+RNA指導衣殼蛋白和相關酶的合成，在相關酶的催化下合成-RNA和+RNA，然后+RNA與衣殼蛋白裝配成病毒顆粒。根據以上描述，下列推測+RNA功能的說法錯誤的是（ ）

A.催化翻譯過程B.RNA復制的模板

C.病毒的組成成分 D.儲存遺傳信息

【答案】A

【解析】+RNA指導衣殼蛋白和相關酶的合成，推測其作為翻譯的模板，但并無催化功能，A項錯誤。+RNA在相關酶的催化下合成-RNA和+RNA，推測其可以作為RNA復制的模板，B項正確。+RNA與衣殼蛋白裝配成病毒顆粒，推測其可以作為病毒的組成成分，C項正確。冠狀病毒基因組為線性單股正鏈RNA，推測其作為遺傳物質儲存遺傳信息，D項正確。

【例4】在冠狀病毒感染下，免疫細胞能產生并釋放淋巴因子等信息分子，機體通過這些信息分子與相應受體構建神經—內分泌—免疫網絡，以維持或改變內環境的穩態。請回答：

（1）病毒感染會使感染者出現發熱、呼吸困難等癥狀。研究發現，溫度感受器的細胞膜上存在某些淋巴因子的受體，受體與淋巴因子結合可引起神經元，進而引起下丘腦、垂體、甲狀腺、腎上腺分泌活動的一系列改變。在上述過程中，能引起下丘腦分泌活動改變的信息分子有，促進機體產熱的激素有，機體內各種激素的含量保持相對穩定的調節機制是 。

（2）下圖表示某患者先后兩次被新冠病毒感染后體內抗體產生、病毒增殖和患病程度之間的關系。請據圖回答：

表示病毒增殖的曲線是 ，表示人體患病程度的曲線是 ，據圖可以判斷該患者初次感染前體內 （填“有”或“沒有”）相應的抗體。免疫細胞行使免疫功能時，會涉及胞吞和胞吐這兩種物質跨膜運輸方式，這兩種方式的共同點有

（答出兩點即可）。

【答案】（1）興奮（膜電位改變）? ? 神經遞質與甲狀腺激素（必須寫出這兩種，多寫其他合理答案也可）? ? 甲狀腺激素與腎上腺素? ? （負）反饋調節 （2）a1、a2? ? b1、b2? ? ?沒有? ?能運輸生物大分子、運輸過程中形成囊泡、需要消耗能量等

【解析】（1）受體與淋巴因子結合可引起神經元興奮（膜電位改變），體溫調節中樞位于下丘腦，突觸前膜釋放的神經遞質能引起下丘腦分泌活動改變;當血液中甲狀腺激素含量過高時，甲狀腺激素會抑制下丘腦的分泌活動，即能引起下丘腦分泌活動改變的信息分子有神經遞質與甲狀腺激素。甲狀腺激素與腎上腺素都能促進細胞代謝，促進機體產熱。由于（負）反饋調節機制的存在，機體內各種激素的含量保持相對穩定。（2）據圖分析，表示病毒增殖的曲線是a1、a2，表示人體患病程度的曲線是b1、b2，表示抗體產生的曲線是c，由圖可知表示抗體產生的曲線c是從0開始的，說明在第一次感染前體內沒有相應抗體，該患者第二次被感染時，因為體內有記憶細胞的存在，在短時間內會產生較多的抗體。胞吞、胞吐是大分子出入細胞的方式，需要細胞消耗能量，被運輸分子需依賴細胞膜流動性，實現大分子出入細胞。