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为什么新冠状病毒COVID-19如此容易在人与人之间传播?

作者:Smriti Mallapaty来源:nature

全球新冠状病毒COVID-19感染人数已经超过11万人,研究人员正在竞相研究是什么使冠状病毒如此容易传播。

一些基因和结构分析已经确定了病毒的一个关键特征,其表面的一种蛋白质,这可能可以解释为什么它如此容易感染人类细胞。

有些研究小组正在研究这种新型冠状病毒进入人体组织的途径——细胞膜上的受体。

细胞受体和病毒蛋白都为药物阻断病原体提供了潜在的靶点,但是研究人员认为现在确定还为时过早。

新冠病毒COVID-19比引起SARS的病毒更容易传播,感染人数是感染SARS人数的10倍以上。

刺突蛋白,带刺的入侵者

为了感染细胞,冠状病毒使用一种与细胞膜结合的刺突蛋白,这个过程被特定的细胞酶激活。

对新冠状病毒的基因组分析表明,它的刺突蛋白不同于其近亲,该蛋白有一个由宿主细胞酶furin激活的位点。

中国武汉华中科技大学结构生物学家李华说,这一发现意义重大,因为在包括肺、肝和小肠在内的许多人体组织中都发现了furin,这意味着病毒有可能攻击多个器官。

这一发现可以解释冠状病毒携带者身上观察到的一些症状,如肝衰竭。与新病毒同属的SARS和其他冠状病毒没有furin激活位点。

康奈尔大学病毒学家Gary Whittaker说:“furin激活位点使病毒进入细胞的方式与SARS非常不同,并可能影响病毒的稳定性和传播”。

其他一些研究小组也发现,激活位点可能使病毒在人与人之间有效传播。

他们指出,这些位点也存在于其他容易在人与人之间传播的病毒中,包括流感病毒的严重毒株。

在这些病毒中,激活位点是在一种叫做血凝素的蛋白质上发现的,而不是在刺突蛋白上。

但一些研究人员对这种夸大激活位点在帮助冠状病毒更容易传播方面的作用持谨慎态度。

德克萨斯大学奥斯汀分校的结构生物学家Jason McLellan说:“我们不知道这会不会是有重大作用。”

其他科学家对流感病毒和新冠状病毒上的furin激活位点进行比较持谨慎态度。

澳大利亚悉尼新南威尔士大学病毒学家Peter White表示,流感病毒表面的血凝素蛋白与冠状病毒中的刺突蛋白不相似,也不相关。

芝加哥伊利诺伊大学的病毒学家LijunRong说,导致史上最致命的流感大流行,1918年西班牙流感大流行的流感病毒甚至没有一个furin激活位点。

Whittaker说,需要对细胞或动物模型进行研究,以测试激活部位的功能。冠状病毒是不可预测的,好的假设往往是错误的。

他的团队目前正在测试敲除或修改该位点如何影响刺突蛋白的功能。

药物靶点

李华的研究团队也在研究能够阻断furin的分子,这可能是一种治疗方法。

克萨斯州McLellan的团队发现了另一个特征,可以解释为什么新型冠状病毒能如此成功地感染人类细胞。

他们的实验表明,刺突蛋白与人类细胞上的一种受体,血管紧张素转换酶2(ACE2),结合的紧密程度至少是SARS病毒中刺突蛋白的10倍。

Veesler的团队也发现了这一点,这表明受体是疫苗或治疗的另一个潜在靶点。

例如,阻断受体的药物可能使冠状病毒更难进入细胞。

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参考文献

Why does the coronavirus spread so easily between people?

Smriti Mallapaty

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