反反复复，新冠病毒生命力为什么如此“顽强”？

2022-04-13 于晏 17553

图片4，网络图片：人的呼吸系统分为上呼吸道与下呼吸道：感染人类的七种冠状病毒中，其中四种比较温和的是以感染人上呼吸器官为主。另外三种比较恶劣的病毒则会感染下呼吸道，造成严重的肺炎甚至死亡。

其余三种源自于蝙蝙的冠状病毒是比较恶性的；它们是2003年的SARS-1, 2012-13年的MERS，及目前已经蔓延近两年,还继续在突变，感染人类的新冠肺炎病毒SARS-2 (COVID-19病毒) 。SARS-1及MERS两种冠状病毒对人的杀伤力度很强；SARS-1的死亡率是14% (WHO统计) , MERS的死亡率是32.7%，但是它们的感染力相对上是比较弱的，只蔓延到数个国家，成不了国际流行性的大传染病（not a global pandemic) 。

新冠肺炎病毒COVID-19的感染力就有很大的不同；目前已传播到全世界180个国家，超过两亿的世界人口中了感染，超过420万人死亡。受到COVID-19病毒的感染人数及造成死亡的人数目还是在继续的增长中。在所有七种冠状病毒中只有SARS-2新冠肺炎病毒造成全球性的大传染病。

B：新冠肺炎病毒 COVID-19 (SARS-CoV-2 virus)

图片5：冠状病毒的结构是由RNA, S蛋白，N蛋白，E蛋白及M蛋白组成（左)。S蛋白（右）是由三蛋白聚体(trimer)组成. Trimer上端（黑点）是病毒与人接受体(ACE-2)结合时最主要的区域RBM。源自 NCBI网络。

新冠肺炎病毒是属于RNA病毒；在所有的RNA病毒中，新冠肺炎病毒的基因是最大的，它是由三万个核酸组成一单线、正性的RNA基因 ( Consists of 30,000 Nucleotides ) 。病毒的RNA是与病毒的核蛋白(N蛋白质)组合成螺旋式的核衣壳（Helical Nucleocapsid) (图片5左）。核衣壳是处在病毒被膜（Envelope) 的中心。病毒的被膜是由病毒的三种结构性蛋白质；M蛋白质，S蛋白质及E蛋白质联合组成（图片5，左) 。在所有病毒结构性的蛋白质中（S, N, M, E. ) , S蛋白质 ( Spike protein) 扮演重要的角色，病毒是通过它的S蛋白质来启动对人的感染。S蛋白质突露在病毒外膜，形成冠状的突出蛋白体。当病毒开始感染人时，人体内的蛋白分解酵素（FURIN Enzyme) 即会将病毒的S蛋白切开成S1及S2两段。S1中的氨基酸肽分子的结构与排列程序决定病毒对人的感染力度（这也是病毒重要突变的部位) 。因为病毒是靠S1来附属到人体细胞表面上的ACE-2接受体。当此结合一形成，S蛋白的S2 （图片5右）即能溶解人体的细胞膜，打开了细胞膜，随之便让病毒的所有蛋白质及RNA基因进入细胞内，病毒便能开始在细胞内繁殖了。

S 1蛋白质有一个受体结合域 (RBD) ,是由222个氨基酸组成。RBD中有71个主要的氨基酸组成受体结合主域RBM （图片5右蓝点) 。

病毒通过RBD及RBM的氨基酸与人接受体ACE-2的氨基酸相结合是病毒感染人的先决条件。病毒与ACE-2氨基酸接合的力度，是与病毒对人不同程度的感染性有关。目前各种突变病毒对人的感染越耒越恶劣，都是因为病毒座落在RBD尤其是在RBM氨基酸的改变，印度发现到极恶劣的Delta病毒能极凶猛传播的能力是因为病毒在这RBM中两个氨基酸的突变（L452R, E484Q) 。这些突变帮助病毒能够更猛烈的攻击，同时也容易逃避抗体的对抗（图片6）。

图片6：网络图片。Delta病毒最主要的突变是有两个氨基酸，L452R及E484Q的突变，这两个突变都发生在病毒S蛋白的RBM (与人细胞ACE-2接合的主区)。

C：社交管制与病毒突变Social Restriction and Viral Mutation

COVID-19和所有的RNA病毒一样，COVID-19病毒的基因是不稳定的。病毒感染人体后，每次在细胞内进行复制RNA时，常会出现差错：RNA病毒可能排错核酸组成的序列，有时也会遗漏一至多个核酸的组成（Misplace and/or Nucleotides deletion) ，因为这样的差错造成了突变。病毒基因突变的几率是与病毒的生长与繁殖的次数成正比的关系。

因此当COVID-19疫情来临时，即时控制疫情是非常重要的。假如没有严格的控制疫情，正如在疫情的初期，在英国、美国和巴西，疫情的后期在印度、印尼甚至马来西亚，新冠病毒不单单可以无约束的随意感染人类，病毒也可在人体内无限制的繁殖，造成无约束的突变。

新冠肺炎病毒的结构，型态及性能，都是由病毒的基因（RNA or DNA) 来决定的。新冠病毒的基因，是由不同数量的核酸排列成不同的片段而形成。这些不同片段的基因，就是病毒各种蛋白质的代码，从代码指定的信息，编制出与病毒有关的结构性和非结构性的蛋白质。病毒结构性的蛋白质是形成病毒的结构及病毒的型态。非结构性的蛋白质酶 (Enzymes) 是主使病毒的繁殖及病毒的毒性功能。

组成病毒结构主要的蛋白质有S蛋白，E蛋白，M蛋白及N蛋白 (下图：病毒基因图）。