1.冠状病毒（Coronaviruses）

物种名：冠状病毒

拉丁学名：Coronaviruses

分类学地位：病毒界Viruses；泛病毒门Pararnavirae；

套式病毒纲Nidovirales；套式病毒目Nidovirales；

冠状病毒科Coronaviridae；冠状病毒属Coronavirus

冠状病毒（Coronavirus）因其病毒粒子表面类似日冕状的刺突而被命名。其宿主为人和多种动物。冠状病毒是普通感冒的病原体之一，近几年不断有新型冠状病毒被发现，引起严重病变。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

冠状病毒可在人胚肾、肠、肺的原代细胞中生长，感染初期细胞病变不明显，连续传代后细胞病变明显加强。与冠状病毒属中其他已知的成员不同，SARS-CoV引起Vero和FRhk-4细胞病变效应^[1]。HCoV-229E可以感染多种类型细胞，包括人神经系统细胞、呼吸道细胞和肝细胞等。将适量的患者鼻洗液接种于纤维细胞，4天内即可看见大范围的致细胞病变效应。HCoV-NL63可感染恒河猴肾细胞（LLC-MK2细胞）、非洲绿猴肾细胞（Vero细胞）、人肝癌细胞（Huh7细胞）和永生化的蝙蝠细胞等。HCoV-HKU1可在人支气管上皮细胞的原代培养物中生长。与HCoV-229E类似，HCoV-OC43也可以感染多种神经细胞，如星形细胞瘤细胞U-87MG、人胶质母细胞瘤细胞GL-15和神经胶质瘤细胞H4等^[2]。

1.1.2形态学特征

冠状病毒呈多边球形，直径为120-160 nm。核衣壳呈螺旋对称，核心为线性单正链RNA。该病毒为包膜病毒，包膜表面有刺突，刺突末端呈球形，故整个纤突呈花瓣状或梨状。病毒基因组5’端具有甲基化帽状结构，3’端具有poly（A）尾，基因组全长27-32 kb，是目前已知RNA病毒中基因组最大的病毒。病毒基因编码蛋白包括核衣壳蛋白（Nucleocapsid protein， N蛋白）、膜蛋白（Membrane protein， M蛋白）、包膜蛋白（Envelope protein， E蛋白）、刺突糖蛋白（Spike protein， S蛋白）及RNA聚合酶，S蛋白是病毒和宿主细胞受体结合及病毒诱发机体产生免疫应答的重要成分。HCoV-OC43和HCoV-HKU1还具有血凝素酯酶蛋白（Hemagglutinin-esterase protein， HE蛋白）作为第5种结构蛋白^{[2, 3]}。

图1 冠状病毒结构示意图

A：SARS-CoV-2显微照片^[4]，B：MERS-CoV透射电子显微镜照片^[5]

1.1.3生化特征

大部分人冠状病毒在环境中具备较强的稳定性。以HCoV-NL63为例，其在含有呼吸道分泌物的水溶液中活力稳定，室温条件下可存活7天以上并保持感染性^[2]。但对一些理化因素抵抗力较弱，对高温敏感，加热56℃ 30分钟、乙醚、三氯甲烷等脂溶剂、75%乙醇、0.2%-0.5%过氧乙酸溶液、紫外线等均可灭活病毒。在低温下存活时间较长，在患者粪便和尿液里能存活1-2天，在血液中可存活10天左右^[6]。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

常见的人冠状病毒在全球范围内广泛流行。呼吸道飞沫和密切接触传播是其主要传播途径，主要在冬春季节流行。接触病人污染的物品、粪口途径也可以造成感染。在相对密闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶时，存在经气溶胶传播的可能^[7]。

1.2.2致病性

目前已发现7种冠状病毒感染人，其中包括HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1、SARS-CoV（非典病毒）、MERS-CoV，以及2019年年底引起COVID-19的SARS-CoV-2（新型冠状病毒）^[3]。

冠状病毒的致病过程大致分为3个阶段，即病毒侵入、复制阶段、过度免疫应答和急性肺损伤阶段，它们首先经由飞沫传播、气溶胶传播和接触传播等途径到达机体，靠静电作用吸附在细胞外表面，随后病毒表面的刺突蛋白（S）或血凝素酯酶蛋白（HE）与敏感细胞膜表面特异性的细胞受体识别并结合，并利用多种方式成功逃逸宿主天然免疫反应，启动病毒的生命周期。与此同时，在机体与病毒的这场博弈中会诱发大量的促炎性细胞因子和趋化因子产生，启动“细胞因子风暴”效应，使靶细胞受损或死亡，进而造成局部组织、器官病变或坏死，最后释放出的子代病毒再不断地去感染其他未受感染的细胞，并随着病毒的不断复制，使机体病情不断恶化，病程加剧。

冠状病毒感染的主要致病特征是呼吸道感染与宿主免疫系统的过激反应^[8]。HCoV-229E和HCoV-NL63分别以氨肽酶N和血管紧张素转化酶2（Angiotensin converting enzyme2， ACE2）为功能受体。HCoV-OC43和HCoV-HKU1则通过唾液酸入侵靶细胞。4种常见的人冠状病毒主要感染人呼吸道，导致呼吸系统疾病，但也可感染肠道黏膜细胞，神经细胞等多种类别的细胞。例如，HCoV-229E和HCoV-OC43感染可能导致髓鞘脱失和炎症细胞浸润而造成多发性硬化症，进而引发神经系统疾病。此外，人冠状病毒可以通过诱导包括巨噬细胞、T淋巴细胞和树突状细胞在内的多种免疫细胞的凋亡，从而抑制宿主的免疫应答^[2]。

冠状病毒主要引起儿童或成人的呼吸道感染。冠状病毒是成人普通感冒的主要病原体之一，也是成人慢性气管炎患者急性加重的病因之一。某些病毒株可以引起成人腹泻。SARS-CoV会引起人严重急性呼吸综合征（Severe acute respiratory syndrome， SARS），主要症状为发热、咳嗽、头痛、肌肉痛、全身乏力和呼吸困难，肺部X线检查可见双侧或单侧阴影。大部分患者能治愈，但患有基础疾病者（如：冠心病、哮喘和慢性疾病等）病死率可高达40%-50%。我国已将SARS列入乙类传染病。MERS-CoV引起中东呼吸综合征（Middle eastrespiratory syndrome， MERS），主要临床表现为发热、畏寒、咳嗽、气短、肌肉酸痛等，恶心、呕吐、腹泻等胃肠道表现也较为常见，病死率随年龄增长而升高。而感染HCoV-OC43会导致发绀这特有症状^[3]。

1.3检测方法

（1）传统方法：病毒分离培养是最传统的病毒检测方法，宜采集鼻分泌物和咽拭子等，用细胞培养进行分离培养，观察细胞病变情况。该方法耗时较长，特异性较低，但在病毒分离和鉴定方面具有重要意义。在进行SARS-CoV、MERS-CoV等实验操作时，必须在具备生物安全三级（BSL-3）的实验室进行^[3]。

（2）分子生物学法：Niu等^[9]报道的一种双管扩增的一步实时荧光定量多重RT-PCR方法可同时对6种人冠状病毒进行检测。该方法根据不同人冠状病毒的特异性引物和探针，将6种人冠状病毒的扩增反应分配在2个管中进行：其中一管扩增HCoV-NL63、HCoV-229E和SARS-CoV，另一管检测HCoV-OC43、HCoV-HKU1和MERS-CoV（表1），具有优敏感性。

表1 双管实时荧光定量多重RT-PCR引物信息

病毒	引物/探针	引物序列
管1
	+	5′-AGGACCTTAATTCAGACAACGTTCT-3′
HCoV-NL63	–	5′-GATTACGTTTGCGATTACCAAGACT-3′
	探针	FAM-TAACAGTTTTAGCACCTTCCTTAGCAACCCAAACA-TAMRA
	+	5′-CGCAAGAATTCAGAACCAGAG-3′
HCoV-229E	–	5′-GGCAGTCAGGTTCTTCAACAA-3′
	探针	HEX-CCACACTTCAATCAAAAGCTCCCAAATG-TAMRA
	+	5′-TGGACCCACAGATTCAACTGA-3′
SARS-CoV	–	5′-GCTGTGAACCAAGACGCAGTAT-3′
	探针	CY5-TAACCAGAATGGAGGACGCAATGG-BHQ2
管2
	+	5′-GCTCAGGAAGGTCTGCTCC-3′
HCoV-OC43	–	5′-TCCTGCACTAGAGGCTCTGC-3′
	探针	FAM-TTCCAGATCTACTTCGCGCACATCC-TAMRA
	+	5′-CCTTGCGAATGAATGTGCT-3′
HCoV-HKU1	–	5′-TTGCATCACCACTGCTAGTACCAC-3′
	探针	HEX-TGTGTGGCGGTTGCTATTATGTTAAGCCTG-TAMRA
	+	5′-GGCACTGAGGACCCACGTT-3′
MERS-CoV	–	5′-TTGCGACATACCCATAAAAGCA-3′
	探针	CY5-CCCCAAATTGCTGAGCTTGCTCCTACA-BHQ2

1.4典型案例

废水监测可有效追踪社区中SARS-CoV-2的传播动态，为公共卫生提供早期预警与补充数据。荷兰研究显示，在临床病例广泛报告前，7个城市中有6个城市及某国际机场的污水样本已检出病毒；美国波士顿的污水处理厂病毒载量远超基于临床病例的保守预估，揭示大量未检出的无症状或轻症感染者；澳大利亚和欧洲（巴黎、西班牙）的污水病毒动态变化亦与临床病例增长趋势同步。这些废水监测事例，能辅助公共卫生部门掌握新型冠状病毒的传播，补充临床检测对无症状等病例监测的不足^[10]。

1.5防治对策

接种疫苗是关键手段，可按计划完成疫苗接种以降低感染风险、减轻症状；个人防护方面，在公共场所正确佩戴医用口罩，保持一米以上社交距离，勤用肥皂和流动水或含酒精消毒剂洗手，避免前往人群密集且通风不良处，减少聚集性活动；环境管理上，要经常开窗通风换气，定期对门把手等高频接触表面用含氯消毒剂等进行消毒；同时，密切关注自身健康状况，出现发热咳嗽等症状及时就医并告知旅行接触史，日常保持均衡饮食、充足睡眠以增强免疫力，还要避免食用生冷及未煮熟肉类。

参考文献

[1] 陈殿学, 卢芳国, 雷萍等. 医学免疫学与病原生物学第2版. 上海: 上海科学技术出版社, 2020.

[2] 王佑春, 貌盼勇, 舒跃龙等. 实用诊断病毒学. 中华医学电子音像出版社, 2023.

[3] 王桂琴, 陈云霞, 赵英会等. 全国普通高等医学院校五年制临床医学专业十四五规划教材医学微生物学第2版. 北京: 中国医药科技出版社, 2023.

[4] https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=23313

[5] https://www.vcg.com/creative/1431302996.html

[6] 汪晓静, 谷存国, 孙运芳等. 病原生物与免疫. 北京: 中国医药科技出版社, 2022.

[7] 卢芳国, 陈伶利, 邝枣园等. 全国高等医药院校立德树人教育教学改革系列丛书微生物与人类健康. 北京: 中国中医药出版社, 2022.

[8] 李向茸, 李倩, 冯若飞. 冠状病毒的研究进展. 中国人兽共患病学报, 2021, 37: 22-38.

[9] Niu P, Shen J, Zhu N et al. Two-tube multiplex real-time reverse transcription PCR to detect six human coronaviruses. Virol Sin, 2016, 31:85-8.

[10] Thompson JR, Nanchariaiah YV, Gu X et al. Making waves: Wastewater surveillance of SARS-CoV-2 for population-based health management. Water Research, 2020, 184: 116181.