《图说非典型肺炎防治》

 

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  “非典”病毒的病毒学研究新进展

 
  从2002年11月在我国广东省发现的第一例严重急性呼吸系统综合症(Severe Acute Respiratory Syndrome,SARS)到目前为止(2003年5月5日),全球已有6583例,遍及30个国家和地区,夺去了461个人的生命。在与这个人类新灾难的斗争过程中,世界上从事病毒学和流行病学研究的科学家们紧密合作,相互支持,共享资源,在短短的1个月时间里,已经初步确定了SARS的病原体,也提出了一些可行的治疗方案。

  SARS是一种新型的传染性很强的呼吸系统疾病,它不同于以往出现的非典型肺炎。非典型肺炎(Atypical Pneumonia,ATP)并不是一种新出现的病,通常是可以治疗的,而且很少有生命危险。在过去的1个多月的时间里,各国科学家在寻找这个疾病的神秘病原体方面取得了重大突破。需要特别提示以下几个事件(资料来源于《科学》与《自然》等杂志的新闻报道):

时间 国别 鉴定的可能病原体
2月18日
3月18日
3月21日
3月21日
4月16日

中国大陆
德国和中国香港
加拿大
中国香港
世界卫生组织(WHO)

衣原体
副黏病毒
特殊的副黏病毒
冠状病毒
新型冠状病毒

  总部设在日内瓦的世界卫生组织协调了全球10个国家和地区,13个实验室通力合作。经过大家的共同努力,发现更多的实验证据支持中国香港科学家提出的冠状病毒是引起SARS的可能病原体。3月24日美国疾病控制与预防中心从两个病人组织中提取了冠状病毒,进行了病毒的体外培养,观察到细胞的病变。通过免疫组化等方法,发现在病人的肺部和肾脏中有此病毒的存在,而且感染进程中的病人血液里出现该病毒的抗体。随后德国的一个研究组采用实时荧光定量聚合酶链式反应技术(REAL-TIME PCR),检测了许多临床病人,发现在病人痰液中有大量的冠状病毒核糖核酸(RNA)的存在(1毫升痰液有上亿个病毒RNA),而在急性期的病人血浆中和恢复期病人的排泄物中只有少量的冠状病毒,鼻腔与咽喉内也甚少。来自加拿大的科学家们首先完成了病毒的全基因组的测序。结果显示:SARS病毒在基因结构和组成上属于冠状病毒。但基因序列并不等同于已知的,包括两个人的冠状病毒基因序列。4月16日,世界卫生组织宣布,正式确认引起SARS的病原体是冠状病毒的一个变种,将其命名为“SARS冠状病毒”。它与流感病毒有亲缘关系,但又非常独特,从前从未在人类身上发现。 冠状病毒是一类直径为80~220纳米的球状正链RNA囊膜病毒。其囊膜上有形状类似日冕的棘突,故命为冠状病毒。进一步研究表明,囊膜上一般有两种糖蛋白:S蛋白,M蛋白。其中S蛋白负责诱导病毒囊膜与宿主细胞膜的膜融合,激发机体产生中和抗体的体液免疫和细胞免疫反应。病毒内包有病毒的遗传物质RNA,长约26~32kb,在所有RNA病毒中是最长的。另有核衣壳蛋白,称为N蛋白,它与病毒RNA的复制和出芽有关。当冠状病毒进入到宿主细胞中,首先翻译合成病毒的RNA聚合酶。在RNA聚合酶的指导下完成病毒感染的早期事件,进而实现病毒的转录、复制、翻译和新病毒的组装。基因组包含了数目不等的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),在各个ORF之间有基因重叠区或基因间隔区。在所有的冠状病毒基因结构中,基因顺序是一致的:5′—RNA聚合酶基因—S蛋白基因—E蛋白基因—M蛋白基因—N蛋白基因—3′,SARS冠状病毒也不例外。但此病毒与已知的冠状病毒又有很大的不同。冠状病毒可引起人和许多动物的呼吸道、消化道、肝脏和神经系统产生疾病,根据病毒的血清学特性和核苷酸序列的同源性将冠状病毒分为3群:群一包括人呼吸道冠状病毒229E、猪传染性胃肠炎病毒、猫肠道冠状病毒和犬冠状病毒等;群二的成员有人呼吸道冠状病毒OC43、牛冠状病毒、猪凝血性脑脊髓炎病毒等;群三含有禽传染性支气管炎病毒等。将SARS冠状病毒的基因序列与已知的3个病毒群进行比较,并绘制几种重要的结构蛋白的系统进化树,发现SARS病毒与其他群中的任何一个都不紧密相关。

  新型冠状病毒本身可能产生SARS的症状,但它也许为其他病毒或细菌如副黏病毒、衣原体等病原体的繁殖创造了条件,进而加速病情的恶化。同时,这些“混合病因”可能对冠状病
毒的传播起着推波助澜的作用。

  另一个大家都关心的问题是:这种病毒是从何而来?是一个新的病毒变种还是早已独立存在?《自然》杂志2003年4月报道了一个荷兰研究小组的工作。科学家将一个对猫科动物有致命性作用的冠状病毒(致死率约5%)注射到猫来源的细胞内,然后加入1个鼠冠状病毒外壳蛋白的基因。

  几个小时后,分离猫冠状病毒粒子,发现一些病毒颗粒失去了自己的外壳蛋白基因而变成了鼠的外壳蛋白基因。令人惊讶的是,这些突变的病毒能感染鼠的细胞。可以想象,如果两种冠状病毒进入同一个细胞中可能会发生什么现象。这项工作为当动物病毒与人病毒相遇时可能会产生交换而产生新的病毒提供了直接的证据。许多科学家认为较其他病毒,冠状病毒可以更容易地采取这种方式进行基因重组,但要得到确实的结论,仍需要更多的科学实验依据。

  科学技术的发展日新月异,20世纪80年代初,科学家们从认识艾滋病到发现病原体,花费了两年多的时间,而今天从开始研究SARS到找到SARS冠状病毒,只有短短4个星期的时间。科学的进步是人类战胜新疾病的最有力武器。在取得科学重大突破的同时,需要清醒地认识到人类与SARS的斗争刚刚开始,消灭它的传播与流行是一个长期的过程。作为从事病毒学研究的工作者,在此我们有几点建议:①SARS是一种十分烈性的传染病,早发现、早治疗通常不会有生命危险。研制疾病早期诊断试剂盒特别是REAL TIME PCR等高度敏感的检测方法意义重大。而检测的SARS病毒抗体通常在病状初期后几天才能出现,应用上很受限制。②根据生命科学的研究进展,齐头并进,设计与开发出针对SARS病毒的蛋白,核酸或小分子药物和疫苗,同时也充分利用中医辨证治疗的传统宝库,尽量减少患者的痛苦和后遗症。③加强基础医学研究,探究SARS冠状病毒的来源、感染机制和发病机理。

                                (朱晓东、田 波 撰稿)

摘自:科学出版社《图说非典性肺炎防治》(杨焕明主编、田波主审)

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