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  • 發布時間:2021-03-08 14:18 原文鏈接: 淺談新型冠狀病毒(SARSCoV2)的來龍去脈(一)

    4月8日凌晨,有一群比跨年還要積極的人在期盼武漢重啟的到來,這是抗擊SARS-CoV-2戰役中最輝煌的一刻,標志著我國疫情得到有效控制并且經濟開始有序復蘇。整整76天,我們迎來了勝利的曙光,但國外的疫情卻愈演愈烈,呈加速擴散蔓延態勢。為了防止輸入性病例再次傳染,我國各通商口岸以及人流通道均已采取了強有力的措施,可見新冠病毒在對生命構成嚴重威脅的同時也對各國經濟造成了不可挽回的損失。

     

     

    一、SARS-CoV-2的來源

    通過傳染病及流行病學調查,以及測序分析和比對,我國科學家發現了SARS-CoV-2最初來源于蝙蝠,但由于蝙蝠與人類的生活環境相隔甚遠,要讓病毒直接從蝙蝠傳到人身上似乎也沒有那么容易,于是中間宿主就成了科研界需要證實的課題,穿山甲?蛇?龜殼類?雪貂?貓?眾說紛紜。關于貓攜帶病毒并在貓之間進行新冠傳播已經得到實驗證實,但是對于貓是否能夠將新冠病毒直接傳染給人,還需要更進一步的確證。

     

    二、 SARS-CoV-2是什么

    SARS-CoV-2是冠狀病毒的一個分支,是由四種主要蛋白以及若干輔助蛋白包裹著遺傳物質的正鏈RNA病毒,主要通過S蛋白與宿主細胞受體結合來介導病毒的入侵,決定病毒的組織和宿主嗜性。人類冠狀病毒具有很高的基因組核苷酸取代率和重組能力,被認為是目前發展最快的病毒之一,而人類冠狀病毒與多種嚴重程度不同的呼吸系統疾病相關,例如感冒、肺炎和支氣管炎。包括此次疫情的罪魁禍首新冠病毒在內,已鑒定出有7種會引起人類呼吸系統疾病的冠狀病毒:hCoV-229E、hCoV-NL63、hCoV-OC43、hCoV-HKU1、MERS-CoV、SARS-CoV、SARS-CoV-2。除了呼吸系統外,腸道和神經系統也會受到這些病毒的影響。

     

    SARS-CoV-2內部有一個螺旋對稱的核衣殼,包裹著一個大約30kb左右的單鏈正向RNA基因組,在病毒復制周期中具有三種功能:

    ● 作為感染周期的起始RNA;

    ● 作為復制和轉錄的模板;

    ● 作為包裝成子代病毒的底物。

     

    三、SARS-CoV-2的的附著和侵入

    SARS-CoV-2與SARS-CoV以及hCoV-NL63的主要宿主細胞受體都是血管緊張素轉化酶ACE2,細胞環境中的低pH值和相關的組織蛋白酶有助于膜融合從而使病毒進入細胞。根據之前的調研,我們發現,跨膜蛋白酶TMPRSS2可以裂解病毒S1/S2位點以激活S蛋白,使非蛋白體病毒進入細胞而導致感染;ADAM17可以通過促進ACE2胞外區的脫落來增強酶活性進而促進病毒與胞質融合;IFITM3通過調節宿主膜的流動性防止病毒包膜與細胞質膜融合,從而阻止病毒入侵;LY6E是糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨定的細胞表面蛋白,能夠通過調節病毒半融合狀態,也可以通過調節細胞骨架的重排,來促進病毒融合并侵入細胞;CD209L(L-SIGN)的多肽區域變體的雜合表達可能會改變病毒與配體的結合能力,而炎性因子同樣在SARS-CoV感染中起作用,增加SARS-CoV的易感性。這些宿主受體分子,是病毒與細胞之間非常好的媒介物,于是聰明的病毒就通過各種有利求生的方式附著并侵入宿主。

     

    四、SARS-CoV-2的復制

    病毒,是一種介于生命與非生命之間的物質,其本身并沒有生命跡象,必須依賴于宿主細胞才能存活。SARS-CoV-2也是一樣,利用宿主細胞機制進行自身的復制和傳播,它要經歷附著、進入宿主細胞、復制酶-轉錄酶的翻譯、基因組復制、mRNA轉錄以及新病毒的組裝等過程。SARS-CoV-2的感染始于S蛋白RBD結構域與其同源受體的附著,S蛋白中S2亞基構象發生改變,促進了病毒和細胞膜的融合。核衣殼釋放到細胞質后,病毒基因組RNA(gRNA)通過核糖體移碼翻譯產生多蛋白pp1a和pp1ab。pp1a和pp1ab由宿主和病毒蛋白酶進行水解處理,生成16個非結構蛋白(NSP),然后組裝形成復制酶-聚合酶。復制酶聚合酶參與新型冠狀病毒的復制,在該過程中基因組RNA被復制,亞基因組RNA被轉錄和翻譯形成結構蛋白。病毒產物將在高爾基體中組裝,并以光滑壁囊泡的形式出芽到脂膜,通過胞吐作用排出。

     

    五、SARS-CoV-2與先天免疫

    當細胞暴露于病原體中時,免疫反應防御機制被激活,以細胞依賴性方式調節免疫應答。先天免疫是抵御病毒的第一道防線。宿主和病毒都可以操縱先天性免疫機制,作為防御或逃避的策略形式。免疫系統通過模式識別受體(PRR)來識別并結合病原體。PRR主要分為三類:

     

    1. Toll樣受體(TLR)。TLR的激活主要發生在抗原呈遞細胞中,例如樹突狀細胞(DC)、巨噬細胞、單核細胞和B細胞。識別病毒成分以后,TLR募集含有Toll/IL-1受體(TIR)的信號轉接分子,例如髓樣分化初級反應蛋白88(MyD88)和β干擾素TIR結構域銜接蛋白(TRIF),然后MyD88和TRIF刺激MAPK和NF-κB通路,從而增強IFN和促炎因子的產生;

     

    2. 視黃酸誘導基因I(RIG-I)樣受體(RLR)。RLR是一個胞質受體家族,由三個成員組成,一個是RIG-I,一個是MDA5(melanoma differentiatioin associated factor 5),另一個是LGP2 (laboratory of genetics and physiology 2)。RIG-I識別病毒基因組RNA中的5’三磷酸部分,以及通過病毒基因組互補末端的自我退火形成的雙鏈結構,相反,MDA5通常會檢測到更長的dsRNA序列。RIG-1和MDA5與病毒RNA的結合會導致構象改變,從而暴露出CARD域,募集定位于線粒體和過氧化物酶體的抗病毒信號轉導分子MAVS,MAVS激活轉錄因子,觸發干擾素IFN和促炎細胞因子的表達;

     

    3. 核苷酸寡聚化樣受體(NLR)。NLR是PRR中的另一個大家族,LRR基序檢測病毒PAMP,以誘導結構重排,隨后,MAPK和NF-κB信號通路在內的多種信號通路被激活。同時,炎性小體的組裝也是由NLR家族成員介導的,炎性小體激活炎性相關蛋白酶,誘導IL-1β和IL-18前體裂解為活性形式。冠狀病毒的感染,與IFN合成的抑制有關。病毒調節I型IFN信號轉導的能力是病毒毒力的重要標志,研究表明,冠狀病毒的結構蛋白,非結構蛋白和輔助蛋白會改變先天免疫反應。

     


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