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人类冠状病毒的前世、今生和未来 精选

已有 4029 次阅读 2020-8-15 05:00 |个人分类:科学普及|系统分类:科普集锦| 冠状病毒, 新冠病毒, 未来, 普通感冒, 致病性

人类冠状病毒的前世、今生和未来

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新冠病毒(SARS-CoV-2在未来将如何发展?何处将是新冠病毒的归宿?

目前,总体来讲新冠病毒引发的感染80%是症状轻微或完全无症状的,另20%会造成严重损害甚至是致命的。新冠病毒对人类的致病性向减弱还是增强的方向发展?地球上的每个人都需要定期接种疫苗来预防新冠病毒感染吗?

许多资深的病毒学家,如美国哥伦比亚大学的著名病毒学教授 Vincent Racaniello认为新冠病毒最终将成为第五种普通感冒冠状病毒

事实上,冠状病毒(CoV)与我们每个人都有非常密切的关系。在过去的数百年时间里,冠状病毒经常在大多数人身上引起轻微的上呼吸道感染。它们被称为OC43、HKU1、229ENL63,它们会在孩子出生后的头几年感染,但很少引起疾病。免疫力在一年内减弱,再感染经常发生,但几乎不会引发什么明显的症状

OC43、HKU1、229ENL63最初是感染蝙蝠啮齿类动物的病毒。数百年前,这些病毒蔓延到人类身上,最终成为我们今天所知的感染上呼吸道的冠状病毒来源于蝙蝠和啮齿动物储存宿主的这些病毒最初出现可能导致未被注意到的流行病。当时没有医学、科学或公共卫生记录涉及这种流行病,而且由于当时人口少得多,它们可能传播缓慢,在人类健康状况普遍较差的情况下没有被注意到。

很可能是由于们出现数百年前,OC43、HKU1、229ENL63缓慢地经历了变化,成为对人类较少致病的病原体。这个假设建立在冠状病毒当代溢出效应已经导致人类严重疾病的事实之上。2003年,SARS-冠状病毒从蝙蝠传播到人类,引起严重的非典型呼吸道疾病;然而,我们仅在已知的8,000人感染后就消灭了这种病毒,或者说这种病毒就自动从人群中消失。2013年,中东的骆驼感染了MERS-CoV(中东呼吸综合征冠状病毒,但这种病毒从未在人类身上建立稳定的传播循环。在很大程度上,每一次小的疫情爆发都是病毒直接从骆驼蔓延到人类的后果。这些短感染链最终会终止。

然而,在2019年底,新冠病毒(SARS-CoV-2从蝙蝠体内进入人类体内,并成为一种人类病毒。它在人类中传播非常迅速。由于80%的人类感染是轻微的,所以它最初是悄无声息地传播。需要住院治疗的较严重感染对病毒在人群中的传播影响不大。事实上,这些重病患者之所以有问题,是因为随后他们自身的免疫反应出了问题,而此时新冠病毒已不再是他们的主要问题。

随着时间的推移,新冠病毒可能会发生变,从而使感染患者不再发展成严重疾病。这一假设是基于这样的事实,即引起严重疾病绝对不病毒传播的必要条件。随着RNA病毒多年来在人类体内传播,它的基因组会因为易于出错的复制机制而慢慢积累突变。其中一些突变是致命的,会导致病毒复制停止。其他突变可以被容忍,其中包括改变病毒繁殖周期的变化,这样20%的感染患者就不会再出现严重疾病。虽然病毒在重症患者中的繁殖率很低,但很可能是感染早期某些病毒介导的事件为后期的免疫失调奠定了基础。突变最终会在病毒基因组中积累,从而防止这些晚期后遗症。

有充分的理由认为新冠病毒最终将失去引起严重疾病的能力病毒进化的主要选择力量是传播;其他的事情相对而言就不是那么重要了(例如病毒可以被选择产生耐药性,但这类事件在病毒进化的大计划中扮演的角色微不足道)。换句话说,病毒保持致病性根本没有选择优势,因为这种特性对传播没有任何帮助。由于没有选择的力量来维持致病性新冠病毒最终会变成良性的。它将成为第五种引起普通感冒冠状病毒

为什么新冠病毒会导致20%的感染者患上严重疾病?回想一下,这种病毒的祖先起源于蝙蝠,它们可能在那里传播了数千年。这些病毒很好地适应了它们的蝙蝠宿主,这样它们就能有效地复制并有效地传播给新的宿主。它们的基因组已经进化到可以与蝙蝠不寻常的免疫系统共存,这种免疫系统是为了应对飞行过程中高耗氧造成的损害。然后在2019年的某一天,其中一种病毒遇到了人类宿主。它在宿主体内复制得很好,但面对截然不同的免疫反应,细胞因子风暴等问题就出现了。要使新冠病毒的基因组发生充分变化,使其不再在人类宿主体内引发异常的免疫反应,可能还需要几年的时间

新冠病毒需要多长时间才能转变为引发普通感冒的第5种冠状病毒尚不清楚。这在一定程度上取决于目前正在开发的实验疫苗的效果。这些疫苗可能都不能完全阻止病毒的繁殖,尽管它们可以减轻疾病症状。因此,新冠病毒将继续循环传播最终降低其毒性的突变几乎必然会出现。在未来的某一天,我们将不再需要任何目前正在研发的新冠病毒疫苗,因为这种病毒将不再引起严重的疾病。因此,我们没有针对现有四种引发普通感冒的冠状病毒疫苗,医学角度看人类并不需要这些疫苗

换句话说,我们现在有一种大流行病毒,如果我们投资数十亿美元开发广谱的冠状病毒抗病毒药物这种新病毒的出现本可以被阻止。相反,许多公司和政府正花费数十亿美元开发有一天会被淘汰的疫苗。这种缺乏远见应该会激怒地球上的每一个人。

未来几年,大流行性病毒将继续从动物宿主中不断涌现我们可能尚未对此作好准备。也许我们应当将更多的投资用于广谱冠状病毒抗病毒药物的开发,在未来能将新的大流行病毒扼杀在萌芽状态。

参考文献:

https://www.virology.ws/2020/08/13/the-future-trajectory-of-sars-cov-2/ 

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