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從 2003 年的 SARS，到埃博拉病毒，再到當前的新冠病毒，病毒似乎危機四伏，不斷挑戰(zhàn)和威脅著人類的生命安全。 雖然科學家們一直以來在與病毒進行著生命的賽跑，但是至今為止，我們又對病毒真正知道多少呢？ 近日，科學家在巴西一人工湖中發(fā)現(xiàn)了一種神秘病毒，其基因組對科學家來說幾乎是全新的，在人類的病毒研究中從未得到過記載。 科學家們將這種病毒命名為雅拉病毒（Yara virus），雅拉是巴西神話中的水女王，既讓人生畏，又讓人感到神奇。  雅拉病毒（深色）感染變形蟲（來源：Science） 研究團隊在已發(fā)布的預印本論文中解釋道，「這種病毒構(gòu)成了病毒的一個新譜系，其起源和系統(tǒng)發(fā)育令人費解」。
雅拉病毒由 80 納米的小顆粒組成，形狀上并不大，但當觀察它的基因組時，卻又是如此獨特。與其他分離的阿米巴病毒不同的是，雅拉病毒攜帶了大量以前沒有描述過的基因。 研究人員發(fā)現(xiàn) 90% 以上的雅拉病毒基因從未被描述過，成為了所謂的孤兒基因。在公共基因庫中，只有 6 個基因與記載的已知病毒基因相似，包括外切核酸酶/重組酶、包裝 ATP 酶、雙功能 DNA 引發(fā)酶/聚合酶和三種假設(shè)的蛋白質(zhì)。 此外，研究人員也未能在全球不同棲息地 8535 個公開的元基因組中檢索到與雅拉病毒密切相關(guān)的病毒基因組，因此，它的「身份」成了未解之謎。  雅拉病毒形態(tài)形成與釋放圖 在接下來的研究中，科學家還發(fā)現(xiàn)雅拉病毒基因組中包含了 6 種與常用密碼子不匹配的 tRNA。蛋白質(zhì)組顯示，雅拉病毒顆粒含有 26 種病毒蛋白，其中一種可能代表一種新的衣殼蛋白。 「使用標準的方法，我們第一次基因分析無法在雅拉病毒中找到任何可識別的衣殼序列或其他傳統(tǒng)的病毒基因。基于目前的病毒檢測的宏基因組方案，雅拉病毒甚至不會被認為是病毒性病原體。」研究人員表示。 至于雅拉病毒究竟是什么病毒，科學家們目前只能暫時推測，這可能是一種未知的阿米巴病毒群的一個孤立案例，或者是一種遙遠分支的巨型病毒，它可能以某種方式進化成一種簡化的形式。 無論怎樣，探索病毒基因的路道阻且長，我們?nèi)杂泻芏鄸|西要學習。「組成病毒顆粒的未知蛋白質(zhì)的數(shù)量反映了病毒世界中存在的變異性，新的潛在病毒基因組尚待發(fā)現(xiàn)。」
不管是未知的還是已知的病毒，我們說起病毒，馬上就能聯(lián)想到艾滋病病毒、瘋牛病病毒等等。就如組成「病毒」這個詞的兩個單字「病」和「毒所描述的一樣」，病毒對人類、動物和植物等生命體的生存造成了極大的威脅。據(jù)統(tǒng)計，大約 70% 的人類傳染病是由病毒引起的。 我們知道，除了人類、動物和植物之外，還有一種基本上無法用肉眼觀測到的生命形式——微生物。 病毒是微生物中最小的一類，但是病毒不同于其他生命形式的是，它在不同的環(huán)境和條件下具有活性和非活性兩種狀態(tài)，即病毒有時表現(xiàn)出有生命，有時僅僅以有機物的形式存在。 病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，組成簡單，大多數(shù)病毒粒體中僅含有一種核酸（DNA 或 RNA）及一種或多種蛋白質(zhì)。核酸是病毒的遺傳物質(zhì)，攜帶著病毒的全部遺傳信息，是病毒遺傳和感染的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于病毒缺乏增殖所需要的酶系統(tǒng)，只能在活的宿主細胞內(nèi)增殖（自我復制）。  絕大部分病毒增殖的第一步是吸附細胞，它是決定感染成功與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。之后病毒通過細胞內(nèi)吞、膜融合等方式入侵宿主細胞。 入侵宿主細胞后，病毒感染性核酸從衣殼內(nèi)釋放出來，它借助宿主細胞提供的原料、能量和場所合成核酸和蛋白質(zhì)，期間所需的多數(shù)酶也來自宿主細胞。 病毒的結(jié)構(gòu)成分與蛋白質(zhì)分別合成后，在細胞核內(nèi)或細胞質(zhì)內(nèi)組裝成核衣殼。無包膜病毒組裝成核衣殼即為成熟的病毒體，當它釋放時，被感染的細胞崩解，釋放出病毒顆粒，宿主細胞膜破壞，細胞迅即死亡。 從單個病毒吸附開始至所有病毒釋放，此過程稱為感染周期或復制周期，一個感染細胞一般釋放的病毒數(shù)為 100 到 1000 個。 而且，病毒的基因組在其增殖過程中不是一成不變的，而是時時刻刻都自動地發(fā)生突變。 這就可以解釋為什么過去感染過流感的人雖然體內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生了抗體，但對新型病毒變異株卻仍然沒有免疫力，以及流感大流行為什么會經(jīng)常反復的出現(xiàn)。 這都是因為流感病毒的抗原性會因為核酸的復制、裝配等各種因素而發(fā)生變化，有了這些變化，流感病毒就可以有效逃避宿主的免疫清除。
6 世紀的查士丁尼瘟疫，源自一種致命的鼠疫桿菌，廣泛流行于野生啃齒動物間。它起源于埃及的西奈半島，借助人類貿(mào)易和遷徙，波及到歐洲所有國家，消滅了當時世界 17% 的人口。 在 14 世紀，同樣是鼠疫，它沿絲綢之路，從亞洲中部一路向西，席卷整個歐洲，僅歐洲就死亡 2500 萬人，這就是歷史上著名的黑死病。  而 1918 年爆發(fā)的大流感橫掃了世界，在全球范圍內(nèi)奪取了大約 2000 萬到 5000 萬人的生命。其中，20 到 40 歲的青壯之士死亡率最高。又因正逢第一次世界大戰(zhàn)，高度密集的同盟國和協(xié)約國軍隊在戰(zhàn)壕中對峙，人員的頻繁流動更加促進了流感病毒的散布。 毋庸置疑，1918 年大流感為 20 世紀投下了一道長長的陰影。我們在防范另一個流感來襲時，應該將此銘記于心。 提起 2003 年爆發(fā)的非典疫情，至今仍讓我們心有余悸。非典，又稱重癥急性呼吸綜合征（SARS），是一種由 SARS 冠狀病毒（SARS-CoV）引起的急性呼吸道傳染病毒，主要傳播方式為近距離飛沫傳播或接觸式患者呼吸道分泌物，其死亡率接近 11%。它從廣東發(fā)起，經(jīng)由旅游、商貿(mào)、移民迅速擴散到香港，之后擴散至東南亞乃至全球。  SARS 病毒顆粒的電子顯微鏡攝影圖（來源 wiki） 當前的新型冠狀病毒（COVID-19）與 SARS 同屬于冠狀病毒。冠狀病毒因包膜上覆蓋類似日冕的棘突而得名。它廣泛存在于動物體內(nèi)，寄生宿主種類繁多，除人類外，還有蝙蝠、駱駝等哺乳動物，在鳥類也存在，所以冠狀病毒引起的疾病往往是人獸共患病。因為其主要攻擊和損害人或動物的黏膜，所以主要引起呼吸道、消化道疾病。 新型冠狀病毒主要通過飛沫和接觸傳播，最新研究也證實了氣溶膠傳播，而且潛伏期患者和無癥狀病毒攜帶者也具有傳染性，它的傳播力較強。截至 2020 年 2 月 19 日 24 時，全國確診 74284 例，累計死亡人數(shù) 2009 人。然而，SARS 在整個發(fā)病期間全國一共出現(xiàn)臨床診斷病例 5327 例，死亡 349 例。 基本病例傳染數(shù)（basic case reproduction number,R0）是用來評估病原傳播力的重要指標，SARS 的 R0 在 2.0～3.5 之間變化，干預后降至 0.4。多個科研團隊對 COVID-19 的 R0 預估值基本介于 3.8～4.7。由此可見，COVID-19 的傳播能力與 SARS 相當或者略高。  新冠病毒 從 2019 年底，新型冠狀病毒沿著春運大流迅速擴展至全國，也快速波及全球 20 余個國家和地區(qū)，是否會大流行也會成為下一個問題。 迄今為止，科學家們發(fā)現(xiàn)有成千上萬種新病毒隱藏在數(shù)十種動物的組織中。除此外，科學家們還在青藏高原冰核樣本中發(fā)現(xiàn)了古老病毒存在的證據(jù)，其中有 28 種是新病毒。而隨著全球變暖，世界各地的冰川正在縮小，將可能釋放出被冰封了數(shù)萬乃至數(shù)十萬年的微生物和病毒。 面對這一情況，我們不得不未雨綢繆，始終與病毒處于「戰(zhàn)爭」狀態(tài)，不斷地發(fā)現(xiàn)，不斷地探索。
新冠肺炎爆發(fā)以來，關(guān)于普通肺炎、冠狀病毒肺炎、季節(jié)性流感的新聞報道越發(fā)增多，近幾十年也爆發(fā)過 SARS、MERS、H5N1 等多種病毒性引起的重大呼吸系統(tǒng)疾病。 科技情報大數(shù)據(jù)挖掘與服務系統(tǒng)平臺 AMiner 整理了近年來以冠狀病毒為主的一些對人有感染性的重大病毒，包括其基本信息、防治方法、學術(shù)及專利進展等，對病毒研究領(lǐng)域做了熱點趨勢分析，形成了《AMiner 冠狀及流感病毒知識集錦》，并上傳到 GitHub 平臺。 |
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