Nature：為什麽新冠病毒在人群中如此容易傳播？

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研究人員已經確定了可能使這種病原體比SARS病毒更具傳染性的微觀特徵，並可作為藥物靶標。隨著全球冠狀病毒感染人數接近10萬人，研究人員正在了解是什麽讓它如此容易地傳播。

一些基因和結構分析已經確定了這種病毒的一個關鍵特徵--表面的一種蛋白質--這也許可以解釋為什麽它如此容易感染人類細胞。

其他研究小組正在研究新冠狀病毒進入人體組織的途徑--細胞膜上的受體。細胞受體和病毒蛋白都為藥物阻斷病原體提供了潛在的靶點，但研究人員說，現在還不能確定。

圖片來源：Science

"了解病毒的傳播是控制和未來預防的關鍵，"西雅圖華盛頓大學的結構病毒學家David Veesler說，他於2月20日在生物醫學預印伺服器bioRxiv上發布了他的團隊關於病毒蛋白的發現。

這種新病毒的傳播比導致嚴重急性呼吸系統綜合症(SARS)(也是一種冠狀病毒)的病毒要容易得多，感染的人數是感染SARS的十倍多。

刺狀的入侵者

為了感染細胞，冠狀病毒使用一種"刺狀"蛋白質（S蛋白）與細胞膜結合，這一過程被特定的細胞酶激活。對這種新型冠狀病毒的基因組分析顯示，它的峰值蛋白不同於那些近親，並表明這種蛋白上有一個位點是由一種叫做弗林蛋白酶的宿主細胞酶激活的。

華中科技大學結構生物學家Li Hua表示，這是意義重大，因為弗林蛋白酶在大量的人體組織，包括肺、肝髒和小腸中都有，這意味著病毒有可能攻擊多個器官。李說，這一發現可以解釋在冠狀病毒感染者身上觀察到的一些症狀，比如肝功能衰竭。

2月23日，李與人合著了一份病毒遺傳分析報告，並發布在ChinaXiv的預印伺服器上。他說，SARS和其他與新病毒同屬的冠狀病毒沒有弗林蛋白酶激活位點。

位於紐約的康奈爾大學病毒學家Gary Whittaker表示，弗林蛋白酶激活位點"使病毒進入細胞的方式與SARS非常不同，可能會影響病毒的穩定性，從而影響傳播"。他的團隊於2月18日發表了另一篇關於bioRxiv上冠狀病毒峰值蛋白的結構分析。

其他幾個研究小組也確認了這個激活位點，認為它可能使病毒能夠在人類之間有效傳播。他們指出，這些位點也存在於其他容易在人與人之間傳播的病毒中，包括嚴重的流感病毒株。在這些病毒上，激活位點是在一種叫做血凝素的蛋白質上，而不是在刺突蛋白上。

呼籲謹慎對待

但一些研究人員對誇大激活位點在幫助冠狀病毒更容易傳播方面的作用持謹慎態度。"我們不知道這是否會是個大問題，"德克薩斯大學奧斯汀分校的結構生物學家Jason McLellan說，他與人合著了另一篇關於冠狀病毒的結構分析，並於2月20日發表在《Science》雜誌上。

圖片來源：NIH

其他科學家對將流感病毒的激活位點與新型冠狀病毒的激活位點進行比較持謹慎態度。澳大利亞雪梨新南威爾士大學(University of New South Wales)的病毒學家Peter White說，流感病毒表面的血凝素蛋白與冠狀病毒的峰值蛋白既不相似，也不相關。

芝加哥伊利諾伊大學(University of Illinois)病毒學家Rong Lijun說，導致有記錄以來最致命的流感大流行(1918年西班牙流感大流行)的流感病毒甚至沒有弗林蛋白酶激活位點。

Whittaker說，需要在細胞或動物模型中進行研究，以測試激活位點的功能。他說："冠狀病毒是不可預測的，好的假設往往被證明是錯誤的。"他的團隊目前正在測試移除或修改該位點如何影響S蛋白的功能。

藥物靶點

李的研究小組也在研究能夠阻止弗林蛋白酶的分子，這可能是一種可能的治療方法。但是由於疫情的爆發，他們的進展緩慢。李住在校園裡，目前是唯一可以進入團隊實驗室的成員。

McLellan在德克薩斯州的研究小組發現了另一個特徵，可以解釋為什麽這種新型冠狀病毒如此成功地感染人類細胞。他們的實驗表明，這種S蛋白與人體細胞上的一種受體--血管緊張素轉換酶2 (ACE2)--結合的緊密程度至少是SARS病毒中S蛋白的十倍。Veesler的團隊也發現了這一點，這表明受體是疫苗或治療的另一個潛在目標。例如，一種阻斷受體的藥物可能會使冠狀病毒更難進入細胞。

參考資料：

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