绿水青山枉自多,华佗无奈小虫何!
千村薜荔人遗矢,万户萧疏鬼唱歌。
坐地日行八万里,巡天遥看一千河。
牛郎欲问瘟神事,一样悲欢逐逝波。--毛主席《七律二首·送瘟神》其一
截止目前,人类仍然在与新型冠状病毒肺炎疫情进行斗争。
这样一个对人类生活造成巨大影响的疫情,做一些个人认知层面的记录。
(1)它是什么1.病毒
病毒名称新型冠状病毒(严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2,ICTV英文命名:Severeacuterespiratorysyndromecoronavirus2,缩写:SARS-CoV-2,或-nCoV)分类β属冠状病毒,正链单股RNA病毒?形状颗粒呈圆形或椭圆形直径60~nm?构造有包膜,核蛋白(N)包裹RNA基因组构成核衣壳,外面围绕着病毒包膜(E),病毒包膜包埋有基质蛋白(M)和刺突蛋白(S)等蛋白。表面约有30个刺突蛋白,内部约有30个核糖核蛋白复合物。基因具有5个必需基因,分别针对核蛋白(N)、病毒包膜(E)、基质蛋白(M)和刺突蛋白(S)4种结构蛋白,及RNA依赖性的RNA聚合酶(RdRp)。~30-kb单段RNA包埋在直径~80-nm的管腔中。
入侵细胞刺突蛋白(S)通过结合血管紧张素转化酶2(ACE-2)进入细胞体外存活时间温湿度适宜,可在光滑表面存活数天。
灭活对紫外线和热敏感,56℃30分钟、乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒,氯己定不能有效灭活病毒。起源及中间宿主?(1)病毒Virus:衣壳(Capsid,蛋白质形成的外壳)+遗传物质(DNA或RNA),必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型有机物种。
病毒和细菌的一些特性对比:
对比项病毒细菌尺寸大约10-纳米大约–0纳米结构衣壳(Capsid,蛋白质形成的外壳)+遗传物质(DNA或RNA)有细胞结构(细胞壁+细胞膜+细胞质+拟核),部分细菌还具有荚膜、芽孢、鞭毛等特殊结构生存繁殖寄生在活细胞中,复制增殖主要以无性二分裂方式繁殖(裂殖),大多数细菌有自己的代谢系统典型疾病1.人类免疫缺陷病毒艾滋病
2.狂犬病毒狂犬病
1.鼠疫耶尔森菌鼠疫
2.霍乱弧菌霍乱
3.麻风杆菌与弥漫型麻风分枝杆菌麻风病
4.结核分枝杆菌结核病
侵入体内入侵到细胞内部可寄生在人体正常细胞之间。细菌夺取了机体所必须的营养物质;细菌的生长产生各种各样的代谢产物打乱了机体的生理平衡;大量繁殖的细菌,体积庞大也成为致病的因素,干扰和破坏细胞的功能。噬菌体是一类典型的病毒,专门感染细菌。
图1.T2噬菌体
还有一类主要的病原体,是寄生虫,如疟原虫、血吸虫等。
(2)冠(guān)状病毒Coronavirus:是有包膜(Envelope)、基因组为线性单股正链的RNA病毒。基因组全长约27-32kb,是目前已知RNA病毒中基因组最大的病毒。
新冠病毒的“冠”(Corona),即其表面的刺突蛋白(Spikeproteins),凸起于病毒表面,如图1,是其侵入人体细胞的“钥匙”。
图2.SARS-CoV-2病毒模型
来源CentersforDiseaseControlandPreventionsPublicHealthImageLibrary(PHIL),withidentificationnumber#
冠状病毒仅感染脊椎动物,如哺乳动物与鸟类。主要造成呼吸道、消化道和神经系统疾病。
根据系统发育树,冠状病毒可分为四个属:α、β、γ、δ,其中β属冠状病毒又可分为四个独立的亚群A、B、C和D群。β属冠状病毒主要感染哺乳类动物。
图3.冠状病毒系统发生树
来源中国疾病预防控制中心新型冠状肺炎知识天地-冠状病毒
动物冠状病毒,包括哺乳动物冠状病毒和禽冠状病毒。哺乳动物冠状病毒主要为α、β属冠状病毒,可感染包括猪、犬、猫、鼠、牛、马等多种动物。禽冠状病毒主要来源于γ、δ属冠状病毒,可引起多种禽鸟类如鸡、火鸡、麻雀、鸭、鹅、鸽子等发病。
目前已知7种冠状病毒可感染人类。其中4种会造成症状轻微的普通感冒(HCoV-E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1)。
另外3种可导致严重的疾病,并在在世界各地引起严重疫情:
·中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)
·严重急性呼吸道综合征冠状病毒(SARS-CoV)--非典型肺炎病原体
·严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)--新冠肺炎病原体
(3)基因长度:单位kb(kilobase、kilobasepair),表示某段DNA或RNA上含有一千个碱基对(双链核酸)或一千个碱基(单链核酸)。单链核酸也会使用核苷酸nt(nucleotide)做单位衡量长度。
(4)单链RNA为遗传物质的病毒:没有DNA双螺旋的稳定性,且冠状病毒的基因组长度较长,会出现一定程度的变异。
图4.新型冠状病毒变异注释
来源国家生物信息中心新型冠状病毒信息库(nCoVR)Version2.2数据基于条高质量人源序列计算得出
(5)新型冠状病毒的一些图像及视频:
清华大学生命科学学院李赛实验室和奥地利Nanographics公司、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科学技术大学伊万·维奥拉团队合作的新冠病毒高清科普影像:
视频1
美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)在其网站上公布的,采用透射电子显微镜拍摄到的病毒图像:
图5
美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)发布的,被病毒(红色小点)感染的凋亡细胞(表面凹凸不平的蓝色大球)图像,病毒比细胞小很多:
图6
清华大学李赛团队与浙江大学李兰娟团队合作解析出全病毒三维结构:
图7
香港大学,JohnNicholls,LeoPoon和MalikPeiris,通过电子镜观察到病毒从受感染细胞的表面释放出来:
图8
(6)血管紧张素转化酶2(ACE-2):是SARS冠状病毒(SARS-CoV)、严重急性呼吸道综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)和人类冠状病毒NL63的受体。
ACE2金属蛋白酶在肺泡上皮细胞、小肠上皮细胞的表面表达,同时存在于心脏、肾等器官的动脉和静脉内皮细胞以及动脉平滑肌细胞中。部分文献提到脂肪组织、一些癌症组织中ACE2水平较高。人角膜、结膜上皮细胞和结膜成纤维细胞中的细胞质中也表达有ACE2。
新型冠状肺炎的某些症状可能与ACE2的在器官中的分布相关,如肺部炎症,消化道症状(呕吐、腹泻),及一定比例患者发生的心脏、肝脏、肾脏等多器官损伤等。
(7)病毒入侵细胞、复制、释放过程:
6个步骤:吸附、侵入、脱壳、生物合成、组装和释放
图9病毒入侵复制过程
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