病毒学家为持续的冠状病毒爆发提供科学背景
库尔特·威廉姆森(Kurt Williamson)是威廉玛丽大学生物系的副教授，是一名病毒学家，专门研究病毒。他为正在发生的COVID-19疫情提供了一些科学背景。
首先，“冠状病毒”是什么意思？
“冠状病毒”是一个家族的基因相关病毒。这个名字来源于粒子在电子显微镜下的样子。这些粒子边缘有球形突起，类似皇冠(Corona在拉丁语中是皇冠的意思)。
冠状病毒与流感或感冒病毒有何不同?
这三种病毒都是我们所说的RNA病毒(它们的基因组由RNA构成，而不是DNA)，而且这三种病毒都是呼吸道病毒。但这三种病毒在基因、粒子组合方式以及它们可能导致的疾病严重程度方面都截然不同。病毒学家利用许多特征来对病毒进行分类。
例如，冠状病毒和流感病毒在衣壳(蛋白质壳)周围有一层脂质膜，而引起普通感冒的鼻病毒则没有。以下是其他一些不同之处的简要概要。
冠状病毒的RNA基因组是由单链RNA构成的，这被称为积极意义。这意味着病毒基因组可以通过细胞的蛋白质制造机器——核糖体，立即转化为病毒蛋白。
流感病毒也有RNA基因组，但它由8个独立的单链负意义RNA组成。这意味着病毒必须带上自己的一组酶来将负面意义基因组片转化为阳性意义，使病毒RNA可以通过细胞的核糖体转化为蛋白质。
鼻病毒的基因组是由与冠状病毒类似的阳性单链RNA组成的。基因组被包裹在一个二十面体的蛋白质外壳中，类似于棋盘游戏中使用的二十面骰子。
冠状病毒是否倾向于从动物传染给人类?
是的，冠状病毒往往是一种人畜共患疾病。动物疾病的来源称为储层物种。2002年，起源于中国的SARS（严重急性呼吸道综合征）爆发是由冠状病毒引起的，水库后来被确定为野性，最终是蝙蝠。在进行进入之前，可以传播多个中间宿主人类。
中东呼吸综合征(MERS)于2012年起源于沙特阿拉伯，是由一种不同的冠状病毒毒株引起的，该病毒的宿主似乎也是蝙蝠，通过骆驼作为中介。新型冠状病毒COVID-19引起的呼吸道症状与之前的疫情类似，被认为是另一种人畜共患疾病，但此次疫情的源头或水库尚未得到确认。蝙蝠再次被怀疑。
为什么冠状病毒倾向于人畜共患病?
这里有几点:
- 受体似乎很容易改变。许多病毒有识别特定细胞蛋白质的受体(就像锁上的钥匙)，所以病毒只能进入特定种类的细胞。这限制了哪些宿主可被感染(如人类或蝙蝠)，以及宿主中的哪些组织可被感染(如皮肤或肺)。对冠状病毒,似乎相对较小的受体蛋白质的基因序列的改变可以导致大的病毒受体蛋白的变化,使冠状病毒与细胞表面的蛋白质被发现在多个物种,使它容易从动物传给人类。
- RNA病毒变化迅速。与复制DNA的酶相比，复制RNA的酶本质上是粗糙的。每次细胞分裂时，我们的细胞都会近乎完美地复制染色体。但是由于这种用于RNA复制的松散酶，RNA病毒每次复制都会犯至少一个“错误”。乘以病毒基因组的数量感染细胞以及一个受感染生物体中的细胞数量，然后是整个种群中受感染生物体的数量…这些错误开始累积。这种变异为选择和进化提供了新的机会——例如，新的突变体可能更容易感染人类宿主。
- 冠状病毒基因组复制机制是奇怪的，产生更多的变化。冠状病毒使用此奇异机制，可以从一个基因组模板开始复制，然后在过程中切换到不同的模板。在用一种病毒的一种菌株感染的细胞中，这种机制很有意思，但它并没有多大。但是，这种机制在共感染过程中成为一个大问题：当一个有机体同时感染与同一病毒的多于一个以上的菌株（版本）。当同一单元中存在两个不同版本的病毒时，该模板切换允许具有混合特性的新变型，而不是在前一点中提到的突变机制更快地产生。因此，病毒可以混合与人类菌株的蝙蝠应变的性质，使我们的免疫系统可能没有看到的新版本。
- 可以支持病毒的人类和动物的高密度。大多数城市的可能宿主（或人类）的密度高。使用像清除森林作为农业的活动，生活在与动物附近的人和/或侵犯动物栖息地，增加了从动物传播的病毒的可能性。它还增加了共感染的机会和产生的新变种。它还增加了人对人类传输的机会，并且选择了更好，更好地复制（并被传输到）人类的变化。
这种“新型冠状病毒”现在有了自己的名字，很像SARS。此次COVID-19疫情与SARS等其他疫情相比如何?
据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据，SARS在2003年爆发时一度达到8,400例的峰值。根据世卫组织的数据，2019冠状病毒病(COVID-19)已经有47100例实验室确诊病例(截至2月12日)。它还没有完成。COVID-19在全球传播范围更广，比SARS在更多国家传播。
传染的方式有什么不同吗?
SARS主要通过医护人员传播，而COVID-19的人际传播似乎更快，通过普通人群传播。
有关如何解释差异的任何想法？
“冠状病毒”描述的是一个基因相关但不完全相同的病毒家族。冠状病毒有4个属，已知感染蝙蝠、大鼠、雪貂、猪、老鼠、刺猬、骆驼、鸟类和人类的不同菌株。
SARS和COVID-19之间的一些差异可以用病毒的来源来解释:什么是宿主，什么是原始毒株。其中一些差异可以用这种病毒进入人类之后发生的特定突变来解释——这种突变使病毒能够在人类宿主中很好地复制，并使病毒能够更有效地在人与人之间传播。
对公众的建议？
我认为在美国任何人都不应该把自己隔离起来，或者生活在对公共场合的恐惧之中。但是，世界各地的公共卫生和医疗保健服务行业人士应该注意了。目前还不清楚这种情况会发展到何种程度。随着快速的航空旅行和COVID-19病例已经被运送到美国和其他国家的事实，病毒在最终得到控制之前进一步传播的风险非常真实。
最严重的影响和最快的传播似乎发生在靠近爆发中心的中国。在美国，我认为没有理由恐慌，但应该非常认真地对待。预防传染性疾病最好的方法就是经常用肥皂和温水洗手。咳嗽和打喷嚏时要用肘部，不要用手。尽量避免触摸你的脸(眼睛、嘴、鼻子)。
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