客觀日本

關於新型冠狀病毒,科學家最擔心的是什麼?

2020年02月03日 生物醫藥

日本國立感染症研究所2020年1月31日宣佈,成功分離出了新型冠狀病毒(圖1)。經測序發現,其基因體序列和最國中國科研科學家獲得的病毒序列同源性達99.9%(GenBank: MN908947.3)。對此,日本有科學家認為雖然新型冠狀病毒經過了2個多月的增殖,但目前還沒有發生基因突變(圖2)。

關於新型冠狀病毒,科學家最擔心的是什麼?

圖1 VeroE6/TMPRSS2細胞侵染後病毒抗體與新型冠狀病毒的螢光顯像,藍色為細胞核,綠色表示螢光抗體與病毒發生反應(圖片:日本國立感染症研究所)

關於新型冠狀病毒,科學家最擔心的是什麼?

圖2 日本科學家成功分離出新型冠狀病毒,並認為病毒沒有發生基因突變(Television朝日的報導截屏)

病毒在人體細胞内增殖的過程,就是不斷克隆核酸的過程。一旦克隆出錯,就是人們所謂的基因突變。病毒核酸的鹼基鏈越長,就越容易克隆出錯,也就是越容易基因突變。而此次的新型冠狀病毒的核酸鹼基鏈長度是一般流感病毒的2~3倍,所以科學家們擔心新型冠狀病毒變異

當一種病毒侵入人體細胞後,會在寄主細胞内不斷克隆自身的基因遺傳資訊,實現病毒的增殖(圖3)。病毒增殖的時候,一旦克隆出錯,就是人們常說的病毒發生了基因突變(圖4)。雖然基因突變的病毒雖然傳染力較上一代病毒會有強有弱,但是變弱的病毒在與人體免疫系統的較量過程中通常會落敗,而傳染力較強的病毒會存活下來,也就是說病毒變得傳染力越來越強,這也就是為什麼科學家們擔心新型冠狀病毒變異的理由。

群馬大學神谷亙教授表示,「如果人與人之間的傳染持續,病毒就會發生突變。假設開始都是相同的新型冠狀病毒感染了人,但到了感染後期,人體內就有可能出現許多不同類型的新型冠狀病毒「。

關於新型冠狀病毒,科學家最擔心的是什麼?

圖3 病毒在寄主細胞内克隆基因模式圖(圖片:NHK報導截屏)

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圖4 新型冠狀病毒基因克隆出錯示意圖(圖片:NHK報導截屏)

病毒核酸的鹼基鏈越長,就越容易克隆出錯,也就是越容易基因突變。《新英格蘭醫學》雜誌1月24日發表的中國學者的論文顯示,此次分離的新型冠狀病毒直徑為0.06-0.14微米[文獻2]。《柳葉刀》1月29日發表的中國學者文章中提到冠狀病毒家族基因體長度為2.6到3.2萬個鹼基[文獻3],而一般流感病毒的基因體約為1.3萬個鹼基,是後者的2-3倍。

神谷亙教授說,基因克隆容易出錯的關鍵原因就在於病毒的基因長度。冠狀病毒是病毒中基因最長的一個家族,因此更容易克隆出錯,更容易變異。一旦出現強傳染力的變異病毒,便會迅速在人群中傳播,也就是出現流行病學中的「超級傳播者」。

根據中國疾控中心研究人員1月29日發表在《新英格蘭醫學》雜誌的論文[文獻1],此次新型冠狀病毒的「基本傳染數」R0為2.2(基本傳染數RO是指在沒有外力的干預下,同一個前寄主平均能傳染給多少個新寄主。當RO小於1表示該傳染病會漸漸自我消亡),表示新型冠狀病毒在無外力干預下將會傳播開來。事實也顯示,在2019年12月的時候,出現的病例還大多與華南海鮮市場有關,而到了2020年元旦之後,與華南海鮮市場無關的病例開始迅速增多,這一現象意味著新型冠狀病毒已經人傳人傳播開來了。

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圖5 新型肺炎放大時間表 (圖:《新英格蘭醫學》雜誌[文獻1])

深色為與華南海鮮市場有關聯的感染者,淺色為與華南海鮮市場無關聯的感染者,圖中可見元旦前後與華南海鮮市場無關的感染者開始增多,由此可推測出現了人傳人現象

另外,中國醫學科學院病原生物學研究所所長金奇1月27日表示,根據以往SARS、MERS的經驗,冠狀病毒包括新型冠狀病毒在内均對熱敏性感。56℃30分鐘、乙醚、75%乙醇(酒精)、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑,均可有效滅活病毒。

文:JST客觀日本編輯部

參考文獻:
1. Qun Li, George F. Gao, et al., Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia. The New England Journal of Medicine. January 29, 2020. DOI: 10.1056/NEJMoa2001316
2. Na Zhu, George F. Gao, et al., A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. The New England Journal of Medicine. January 24, 2020. DOI: 10.1056/NEJMoa2001017
3. Roujian Lu, George F. Gao, et al., Genomic characterization and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. The Lancet. January 29, 2020. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8