自然界至少有32万种能够感染哺乳动物的病毒。这些病毒形态各异,在电子显微镜下它们有的看起来像薯条,有的像奥利奥,有的像巧克力豆。所有病毒的遗传物质(DNA或者RNA)都被包围在蛋白质衣核(capsid protein)内,确保遗传物质受到保护。有的病毒只有一层衣核,而有的病毒在衣核之外还有一层额外的包膜。
而造成本次肺炎疫情的新型冠状病毒就是一类包膜病毒,包膜上的棘突蛋白(spike protein,图片里长得像鸡腿的那个)结构,使它们在电镜下看起来像一个皇冠。冠状病毒的遗传物质由单链RNA 构成,当病毒在宿主内增殖时,病毒RNA会被“包装”到衣核里,最后“裹上”包膜。
人类从发现冠状病毒至今已经有60多年,其宿主大多为哺乳类和鸟类。
冠状病毒在哺乳类和鸟类中主要引起上呼吸道和肠道疾病,比如引起家猫传染性腹膜炎(简称传腹)的猫冠状病毒(FCoV),以及引起禽类传染性支气管炎的传染性支气管炎病毒(IBV)。冠状病毒感染人类会引起呼吸道疾病,据统计,15%~30% 的普通流感都是由冠状病毒引起。在2003年之前,大部分冠状病毒感染都只会引起普通感冒症状,在人类中并没有造成过大规模的死伤。
直到2003年春天非典型肺炎(SARS)卷席全球,冠状病毒才开始进入普通人的视野。
病毒如何感染宿主和所有病毒一样,冠状病毒进入宿主细胞的第一步,是病毒表面的蛋白(抗原)和宿主细胞表面的蛋白(受体)契合,就像钥匙插入钥匙孔一样。病毒和细胞第一次“亲密接触”后,细胞结构就会产生变化,让病毒进来。所以病毒表面蛋白就是“骗”宿主细胞放它们进去的关键。
而帮助冠状病毒进入宿主细胞的表面蛋白就是那些皇冠状的棘突蛋白。那么棘突蛋白是怎么让冠状病毒从其他动物传播到人的呢?这就要从组成棘突蛋白的氨基酸序列说起。不同的冠状病毒毒株可以感染不同的宿主——有的毒株感染蝙蝠,有的感染狗,有的感染人类,这是因为不同毒株的棘突蛋白氨基酸序列有微小但关键的差异,这些差异决定它们能辨别哪些物种细胞表面的受体。
突变+重组=跨物种传播之前说过有的病毒遗传物质是DNA,有的是RNA 。DNA病毒用来生产DNA的工具自带修正功能,也就是说当这个工具不小心出错时它会自行检查,并修正弄错的DNA,所以DNA病毒的变异率较低;但是RNA病毒用来生产RNA的工具没有修正功能,所以工作时错误百出,变异率非常高。冠状病毒就是RNA病毒。
这些病毒感染其原本的宿主以后开始增殖,增殖的代数越多,累计的变异就越多,由ABC变成ADE的几率也就越高。这些进化到有感染其他物种潜能的病毒一旦接触到这些物种,就可以迅速适应新的宿主并开始传播。除了基因变异,冠状病毒还可以通过不同毒株之间的基因重组,获得感染新物种的能力。这点非常可怕:当两种或多种毒株感染同一宿主时,这些毒株之间可以进行基因交换,产生出一个全新的毒株。
什么动物更容易传播病毒给人虽然冠状病毒的跨物种传播性很强,但也不是所有的动物都能直接传给人类。和人类基因相似度越高的动物,传给人类的可能性越高,尤其是和人类细胞受体结构比较接近的动物——比如前文提到的哺乳类和鸟类。之前流行的SARS和MERS,中间宿主均为哺乳动物。因此这里提醒大家,不要接触,更不要食用野生动物,除了可能传染给人类的病毒,野生动物体内还携带有大量病菌和寄生虫。
尽管彻底熟食可以杀死绝大多数致病微生物,但处理野生动物活体的捕猎、售卖、烹饪人员仍有感染风险。另外喂食野鸟、和旱獭合影等亲密接触野生动物的行为也应该避免。另外,对于依据林业局2003年颁布的《商业性经营利用驯养繁殖技术成熟的陆生野生动物名单》进行人工饲养的野生动物,由于目前尚无配套的检疫标准,因此市面上售卖的这类产品均无检疫合格证明。