非典冠状病毒2型与新冠肺炎的特征

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型是2019年末出现的一种高度传染性和致病性的冠状病毒，已引起急性呼吸道疾病大流行，名为2019年冠状病毒病(新冠肺炎)，威胁人类健康和公共安全。在这篇综述中，我们描述了SARS-CoV-2的基本病毒学，包括基因组特征和受体的使用，强调了它与以前已知的冠状病毒的主要区别。本文就新冠肺炎的临床、流行病学和病理学特点，以及在SARS-CoV2感染的动物模型和抗病毒治疗方法方面的最新进展进行综述。我们还详细讨论了这种新兴病毒的潜在野生动物宿主和人畜共患病来源。

冠状病毒是一组不同的病毒，可以感染许多不同的动物，它们可以引起人类轻微到严重的呼吸道感染。2002年和2012年，两种人畜共患病的高致病性冠状病毒--严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)在人体内出现并导致致命的呼吸系统疾病，使新出现的冠状病毒成为21世纪新的公共卫生问题1。2019年底，中国武汉市出现了一种新的冠状病毒，命名为SARS-CoV-2，并引发了一场不寻常的病毒性肺炎。这种具有高度传染性的新型冠状病毒病，又称冠状病毒病2019年(新冠肺炎)，在全球2、3迅速传播，无论是感染人数还是疫区空间范围都压倒性超过了非典和中东呼吸综合征。新冠肺炎的爆发对全球公共卫生构成了极大的威胁4、5。本文就目前对SARS-CoV-2和新冠肺炎的性质的认识作一综述。本文根据最近发表的研究结果，对SARS-CoV-2的基础生物学进行了综述，包括SARS-CoV-2的基因特征、潜在的人畜共患病来源及其受体结合。并对新冠肺炎的临床、流行病学特点、诊断及对策进行探讨。

2019年12月下旬，中国湖北省武汉市的几家医疗机构报告了原因不明的肺炎6。与SARS和MERS患者类似，这些患者表现出病毒性肺炎的症状，包括发烧、咳嗽和胸部不适，严重情况下出现呼吸困难和双肺浸润6，7。在最初的27名住院患者中，大多数病例在流行病学上与位于武汉市中心的华南海鲜批发市场有关，该市场不仅出售海鲜，还出售活动物，包括家禽和野生动物4，8。根据一项回顾性研究，第一例已知病例的发病时间可以追溯到2019年12月8日(参考文献4，8)。9)。12月31日，武汉市卫生委员会向公众通报了一起不明原因的肺炎暴发，并通报了世界卫生组织(WHO)9(图1)。

第一批记录的病例于2019年12月在中国武汉报告。在接下来的10个月里，全世界已确认3000多万例病例。新冠肺炎，冠状病毒病2019年；ICTV，国际病毒分类委员会；PHEIC，国际关注的突发公共卫生事件；SARS-CoV-2，严重急性呼吸综合征冠状病毒2；世卫组织，世界卫生组织。

通过对重症肺炎患者的支气管肺泡灌洗液样本进行后基因组RNA测序和病毒分离，中国独立科学家团队确认了这一新出现疾病的病原体是一种在6、10、11年前从未见过的β冠状病毒。2020年1月9日，这一病原学鉴定结果公布(图1)。1月10日在病毒学网站上公布了该新型冠状病毒的首个基因组序列，随后于1月12日至7日通过GISAID数据库发布了由不同研究机构测定的更接近完整的基因组序列，随后又鉴定出更多无华南海鲜批发市场接触史的患者。报告了几个家族性感染聚集性，在卫生保健机构也发生了医院感染。所有这些病例都为新病毒4、12、13、14在人与人之间传播提供了明确的证据。由于疫情恰逢农历新年的临近，节日前的城市间旅行促进了病毒在中国的传播。这种新型冠状病毒肺炎很快蔓延到湖北省其他城市和中国其他地区。在1个月内，它已经大规模蔓延到中国所有34个省区。确诊病例突然增加，1月15日下旬每天诊断出数千例新病例。1月30日

作为一种新的β冠状病毒，SARS-CoV-2与SARS-CoV的基因组序列同源性为79%，与MERS-CoV24的同源性为50%。它的基因组组织与其他Betacorona病毒是共享的。6个功能开放阅读框(ORF)按5‘-3’顺序排列：复制酶(ORF1a/ORF1b)、棘突(S)、包膜(E)、膜(M)和核衣壳(N)。此外，7个编码辅助蛋白的假定ORF散布在结构基因25之间。SARS-CoV-2编码的大部分蛋白与SARS-CoV的相应蛋白具有相似的长度。在4个结构基因中，SARS-CoV-2与SARS-CoV有90%以上的氨基酸同源性，除S基因与SARS-CoV有11、24个氨基酸差异外，其余均与SARS-CoV有90%以上的氨基酸同源性。复制酶基因覆盖了5‘端基因组的三分之二，并编码一个大的多聚蛋白(Pp1ab)，该蛋白被蛋白水解成16种参与转录和病毒复制的非结构蛋白。这些SARS-CoV-2非结构蛋白大多与SARS-CoV25的氨基酸序列同源性大于85%。

全基因组系统发育分析表明，SARS-CoV-2与在蝙蝠中发现的SARS-CoV和SARS相关冠状病毒(SARSR-CoV)聚在一起，属于β冠状病毒属的肉瘤病毒亚属。在这个分支中，SARS-CoV-2与四个马蹄蝙蝠冠状病毒分离物(RaTG13、RmYN02、ZC45和ZXC21)以及最近在穿山甲中发现的新冠状病毒属于一个不同的谱系，这些病毒与SARS-CoV和其他SARSR-CoV平行(图2)。国际病毒分类委员会冠状病毒科研究小组利用pp1ab中5个保守的复制结构域(3C样蛋白酶(3CLpro)、Nidvirus RNA依赖RNA聚合酶(RdRp)相关的核苷酸转移酶(Niran)、RdRp、锌结合结构域(ZBD)和HEL1)的序列，估计了SARS-CoV-2与已知冠状病毒之间的配对保护距离，并将SARS-CoV-2归入现有的SARSR-CoV 17种。虽然在系统发育上具有相关性，但SARS-CoV-2与该物种中蝙蝠和穿山甲的所有其他冠状病毒不同，但SARS-CoV-2与已知冠状病毒之间的配对保护距离被认为是SARS-CoV-2与已知冠状病毒之间的配对距离，并将SARS-CoV-2归入现有物种SARSR-CoV-17。尽管在系统发育上具有相关性，但SARS-CoV-2与该物种中蝙蝠和穿山甲的所有其他冠状病毒不同。

利用程序MEGA6通过相邻连接法进行构建，其中自举值从1,000棵树计算。严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)与蝙蝠和穿山甲中密切相关的病毒聚集在一起，与SARS冠状病毒和蝙蝠SARS相关冠状病毒(SARSR-CoV)一起形成肉样病毒。序列从GISAID数据库和GenBank下载。中东呼吸综合征冠状病毒。

SARS-CoV-2S蛋白全长1,273个氨基酸，比SARS-CoV(1,255个氨基酸)和已知BAT SARSR-CoV(1,245-1,269个氨基酸)长。其氨基酸序列与果子狸和人SARS冠状病毒的同源性为76.7-77.0%，与同亚属蝙蝠冠状病毒的同源性为75-97.7%，与穿山甲冠状病毒11的同源性为90.7-92.6%。在S蛋白的受体结合区(RBD)，SARS-CoV-2与SARS-CoV的氨基酸同源性仅为73%。SARS-CoV-2的另一个特异基因组特征是在S蛋白26的S1和S2亚基交界处插入四个氨基酸残基(PRRA)(图3a)。该插入产生多碱裂解位点(RRAR)，该多碱裂解位点能够被呋喃和其他蛋白酶27有效切割。这样的S1-S2裂解位点并不是在所有属于Sarbecvirus亚属的相关病毒中都能观察到的，除了在RmYN02中类似的三个氨基酸插入(PAA)，RmYN02是一种新报告的蝙蝠来源的冠状病毒，来自中国的马来菊头蝠28(图3a)。虽然RmYN02中的插入在功能上不代表多碱裂解位点，但它支持这样的概念，即最初被认为是SARS-CoV-2独有的这一特征是自然获得的28。一项结构研究表明，Furin裂解位点可以降低SARS-CoV-2S蛋白的稳定性，并促进RBD与其受体29结合所需的构象适应。与SARS-CoV相比，SARS-CoV-2的高传播性是否是获得与获得呋喃类切割位点相关的功能获得，这一点还有待证实26。

严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和SARS-CoV-2的S蛋白示意图。每个区域的残基数目对应于它们在SARS-CoV和SARS-CoV-2 S蛋白中的位置。深蓝色的方块代表S蛋白的插入。SARS-CoV-2S蛋白675-691位氨基酸的插入在右下角放大，并与同一区域的其他冠状病毒的插入序列一致。广东SARS-CoV-2、SARS-CoV BJ01、RaTG13、穿山甲冠状病毒受体结合区(RBD)的比对

除了蝙蝠，穿山甲是另一个可能与SARS-CoV-2有关的野生动物宿主。2017年至2019年，在从东南亚走私到中国南方的马来亚穿山甲组织中发现了多种与SARS-CoV-2相关的病毒。广西和广东两省海关分别查获的穿山甲病毒分属两个截然不同的亚种39、40、41。不同研究组从走私穿山甲中分离或测序的广东穿山甲菌株与41株广东穿山甲的序列同源性为99.8%。它们与SARS-CoV-2的亲缘关系非常密切，序列相似性为92.4%。值得注意的是，广东穿山甲冠状病毒的RBD与SARS-CoV-2高度相似。这些病毒的受体结合基序(RBM；是RBD的一部分)只有一个氨基酸变异，与SARS-CoV-2的氨基酸变异相同，在受体结合40的所有五个关键残基中都与SARS-CoV-2相同(图3b)。与广东株比较，广西报道的穿山甲冠状病毒与SARS-CoV-2的相似性较低，基因组序列同源性为85.5%。

.