較真丨新冠病毒的傳播為何如此之快？這項最新研究告訴你答案

較真要點：

查證者：李雷丨中國科學院生物學博士

世界衛生組織的全球每日數據顯示，截至2020年4月6日下午5點，新型冠狀病毒已經全世界範圍內造成超過121萬人感染，6萬多人死亡。

根據世界衛生組織的數據，2003年爆發的非典型性肺炎（SARS）造成了8096人感染，774人死亡。2012年出現的中東呼吸綜合征（MERS）最終造成了2494人感染和858人死亡。而新型冠狀病毒的危害已經遠超過了同屬β冠狀病毒家族的上述兩種病毒，對全球公共衛生安全造成了極大威脅，這也引發了無數學者們的關切，那就是新型冠狀病毒為何會造成如此嚴重的後果？

疫情期間，科學家們對於新型冠狀病毒進行了大量研究，從不同角度去探討了它的傳染性和致病性。比如來自北京大學和中國科學院上海巴斯德研究所等機構的科學家們通過對SARS-CoV-2的全基因組分子進化關係進行探究，提出新型冠狀病毒已經進化出了L和S兩個亞型，而較為年輕的L型相比於較為古老的S型更具有侵略性，可能是新型冠狀病毒肆虐的一個重要因素[1]。而上海科技大學—清華大學抗新冠病毒聯合突破團隊則成功解析了新型冠狀病毒“RdRp（RNA依賴的RNA聚合酶）-nsp7-nsp8複合物”近原子分辨率的三維空間結構[2]，為開發針對新冠肺炎的藥物奠定了重要基礎。西湖大學周強實驗室等則對新型冠狀病毒表面S蛋白受體結合結構域與細胞表面受體ACE2全長蛋白複合物的三維結構進行分析，解讀其感染人體細胞的詳細過程[3]。

不過，對於新型冠狀病毒在細胞層面的作用機制，目前研究不多。最近，來自中國醫學科學院病原生物學研究所的研究人員在Nature Communications雜誌上發表了關於SARS-CoV-2入侵細胞的機制研究，題為“Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV”，即“新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）突觸糖蛋白在病毒進入時的特點及其與非典病毒（SARS-CoV ）的免疫交叉反應”。這項新研究為我們了解新型冠狀病毒的作用機制提供了新的參考。在該文章中，我們也看到了一些值得關注的內容。

一、新型冠狀病毒的入侵受體的確是ACE2

病毒屬於外來物質，我們的細胞是有能力識別外來物質的，這個識別過程靠的就是遍布於細胞表面的受體，如果受體不能識別那麽就會被細胞判定異物從而排斥掉，所以儘管目前世界範圍內已經報導了5000種以上的病毒，但是大部分病毒對人類是沒有傷害的，因為它們直接被我們的細胞判定為異物而排斥了。

有一些病毒則不一樣，它們進化得能夠結合我們細胞表面的受體，使得我們的細胞以為它是非異物而發生誤判，從而造成感染。比如大家熟悉的艾滋病病毒HIV就可以識別我們的免疫細胞CD4+受體，從而感染人類。對於新型冠狀病毒來說，它同樣需要受體，而這個受體就是人血管緊張素轉化酶2（Human ACE2），而負責與ACE2結合的就是病毒表面的S蛋白。

當然，這個不少人已經熟悉了，因為此前大量的科學研究都提到了這個內容。不過我們忽略了一個事實，那就是ACE2是SARS-CoV-2的受體這個結論主要是依據推測而來。

1月初，新冠病毒的基因序列公布之後，研究人員就發現它和SARS病毒相似度非常高，S蛋白相似度為76％。由於SARS病毒的受體是ACE2，因此推測新冠病毒的受體也是ACE2。但是這畢竟是推測，需要實驗證據才能證實。因此在這一篇最新研究中，作者用細胞實驗證實了新冠病毒的受體的確是ACE2[4]。

作者進行了一個競爭性抑製實驗，目的是來看SARS病毒和新冠病毒到底會不會競爭去結合ACE2受體。結果發現，相比於空白對照（MOCK），新冠病毒和SARS病毒一樣，均可以大量結合ACE2，表現為熒光強度增加。

而當把SARS-CoV-2和可溶性的ACE2提前一起孵育後再用其感染細胞，發現其感染能力下降。而且孵育時用的ACE2濃度越高，下降越明顯，這說明在其感染細胞前，SARS-Cov-2和可溶性的ACE2已經結合了，感染能力也就隨即下降。

二、新型冠狀病毒在體內傳播速度更快的原因

病毒的入侵是一個非常複雜的過程，上面提到的受體識別自然是重中之重，用於細胞分辨敵我，在此基礎上，細胞需要把病毒攝入到體內才會進一步導致細胞肆虐，而這其中涉及到了S蛋白介導的內吞過程（endocytosis）。打個比方，如果把細胞比作一棟辦公樓，那麽受體識別是門禁系統，而內吞過程相當於我們的進門過程。因此，對於新型冠狀病毒感染來說，內吞過程也是一個重要的步驟，而對膜融合涉及到的相關蛋白進行研究也是有必要的。

研究發現，胰蛋白酶（Trypsin）能夠誘導大的合胞體（病毒感染細胞之後產生的一種病變，指很多個細胞融合在了一起，形成有很多細胞核的巨大細胞）形成，對於病毒入侵很關鍵，但即使沒有胰蛋白酶，新型冠狀病毒依然可以在細胞上誘導合胞體形成。也就是意味著，新冠病毒的感染途徑無需外源蛋白酶激活，而SARS則不可以。那就是說，新型冠狀病毒的S蛋白介導細胞融合時，依賴於受體結合但不依賴於蛋白酶激活，這有可能是病毒在宿主體內快速傳播的一個因素。

三、非典患者的血清對新型冠狀病毒患者的免疫有限

病毒感染後，體內的免疫會發生作用，並產生特異性的記憶免疫，從而在下一次遇到感染的時候可以迅速應對，這也是我們注射疫苗的原理。2003年爆發過SARS病毒引發的非典型性肺炎後來被“撲滅”，這些康復者體記憶體在一定程度上的抗體。

對於新冠病毒（SARS-CoV-2）和非典病毒（SARS-CoV），目前官方將兩者定義為同一類（species），而非典曾經爆發過，因此研究人員也希望探究一下非典的抗體是否可以對新冠病毒感染產生一定的保護作用。

通過對恢復期的新冠肺炎患者和SARS患者血清進行交叉免疫（接種針對特定病原體的疫苗，使機體產生針對另一病原體的免疫力），作者發現，非典患者的血清對新冠病毒的交叉免疫保護作用相對有限。

因此，這也意味著非典痊愈者本身並不見得可以對新冠病毒免疫。事實上，在2004年，我國曾經研發過非典相關疫苗。非典疫情爆發後，科技部組織了科研人員進行疫苗全力突破，經過大半年的研究，SARS疫苗完成了實驗室培養到動物活體實驗的過程，並於2004年進入一期臨床階段，結果顯示受試者全部產生了抗體，並且沒觀察到不良反應。此次疫情期間，也有不少人提出過能否使用當年已進入臨床試驗的疫苗，而這個研究則告訴我們，非典疫苗用於新冠病毒的效果並不好，因此應該加緊對新冠病毒疫苗的研發。

事實上，新冠肺炎疫情爆發以來，無論是基於病毒序列還是基於其蛋白水準，或是對新型冠狀病毒的細胞水準的研究，都佐證了這個病毒的強大性。人類對抗病毒的經驗在不斷豐富，相信在科技水準更好的今天，我們一定會研發出針對新型冠狀病毒的疫苗，並將其控制住。

本文編輯：ambergchen

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