最近出现的新型冠状病毒（2019-nCoV）导致爆发了不寻常的病毒性肺炎，这对公共卫生构成的重大风险。
2020年1月22日，武汉大学陈宇及中山大学郭德银共同通讯在Journal of Medical Virology 在线发表题为“Coronaviruses: genome structure, replication, and pathogenesis”的综述论文，该综述简要介绍了冠状病毒的一般特征，并描述了由人和动物中不同的冠状病毒引起的各种疾病。 这篇综述将有助于了解冠状病毒的生物学和潜在风险。
介绍
冠状病毒（CoV）是人类和脊椎动物的重要病原体。它们可以感染人类，牲畜，禽类，蝙蝠，小鼠和许多其他野生动物的呼吸道，胃肠道，肝脏和中枢神经系统。自从2003年爆发严重急性呼吸道综合症（SARS）和2012年爆发中东呼吸综合症（MERS）以来，已证明CoVs从动物传播至人类的可能性。自2019年底以来，武汉市爆发的神秘性肺炎引起了全世界的极大关注。中国政府和研究人员已采取迅速措施控制疫情并进行病因学研究。中国的至少5个独立实验室通过深度测序和病因学调查，已将神秘性肺炎的病原体鉴定为新型冠状病毒。
2020年1月12日，世界卫生组织将新病毒临时命名为2019年新型冠状病毒（2019-nCoV）。病毒的正式名称是由国际病毒分类学委员会（ICTV）根据病毒命名准则给出。新型冠状病毒的间歇性出现和爆发提醒我们，冠状病毒仍然是严重的全球健康威胁。随着气候和生态环境的变化以及人与动物互动的增加，未来似乎不可避免地出现新的冠状病毒爆发，必须尽快开发出有效的抗冠状病毒疗法和疫苗。
冠状病毒基因组结构和复制
冠状病毒属于Nidovirales冠状病毒科Coronavirinae家族，该亚家族包括四个属：α冠状病毒，β-冠状病毒，γ-冠状病毒和δ冠状病毒。CoVs的基因组是具有5'帽结构和3'-poly-A尾巴的单链正义RNA（+ ssRNA）（〜30kb）。基因组RNA被用作模板来直接翻译多蛋白（pp）1a / 1ab，后者编码非结构蛋白（nsps）以在双膜囊泡（DMV）中形成复制-转录复合物（RTC）。随后，RTC以不连续转录的方式合成了一组嵌套的亚基因组RNA（sgRNA）。这些亚基因组mRNA具有共同的5'-leader和3'-ends序列。转录终止和前导RNA的后续获取发生在位于ORF之间的转录调控序列（TRS）处。这些负链亚基因组RNA可作为产生亚基因组mRNA的模板。
CoV的基因组和亚基因组至少包含6个开放阅读框（ORF）。第一个ORF（ORF1a / b），约占基因组长度的三分之二，编码16种非结构蛋白（nsp1-16）。ORF1a和ORF1b之间有-1移码，导致产生两种多肽：pp1a和pp1ab。这些多肽将被病毒编码的胰凝乳蛋白酶样蛋白酶（3CLpro）或主要蛋白酶（Mpro）和一种或两种木瓜蛋白酶样蛋白酶（PLP）加工成16 nsps 。3'末端附近基因组三分之一的其他ORF编码至少四个主要结构蛋白：Spike（S），膜（M），包膜（E）和核衣壳（N）蛋白。除了这四个主要结构蛋白外，不同的CoV还编码特殊的结构蛋白和辅助蛋白，例如HE蛋白，3a / b蛋白，4a / b蛋白等。 所有结构和辅助蛋白均从CoVs的亚基因组RNA中翻译而来。
系统进化图
CoVs的基因组比对显示不同冠状病毒之间nsp编码区的同一性为58％，结构蛋白编码区的同一性为43％，其中在整个基因组水平达到54％，表明非结构蛋白更保守，结构蛋白具有更多的多样性以适应变化的环境。由于RNA病毒复制中的突变率远高于DNA病毒，因此RNA病毒的基因组通常少于10 K个核苷酸。CoV（〜30kb）的基因组大小是所有RNA病毒中最大的，几乎是第二大RNA病毒的两倍。CoV的巨大基因组大小的维持可能与CoV RTC的特殊功能有关，RTV包含几种RNA处理酶，例如nsp14的3'-5'外切核糖核酸酶。 序列分析表明，2019-nCoV具有典型的冠状病毒基因组结构，属于β冠状病毒群，包括Bat-SARS样（SL）-ZC45，Bat-SL ZXC21，SARS-CoV和MERS-CoV。基于冠状病毒的系统树，2019-nCov与bat-SL-CoV ZC45和bat-SL-CoV ZXC21密切相关，与SARS-CoV的关系更远。
冠状病毒复制中非结构和结构蛋白的功能
据报道，大多数非结构蛋白nsp1-16在CoV复制中具有特定作用。但是，某些nsps的功能尚不清楚或无法完全理解。四种结构蛋白对于病毒体组装和感染至关重要。S蛋白的同三聚体构成病毒颗粒表面的Spike，是病毒附着于宿主受体的关键。M蛋白具有三个跨膜结构域，可塑造病毒体，促进膜弯曲并结合至核衣壳。 E蛋白在病毒的组装和释放中起作用，并且是发病机理所必需的。N蛋白包含两个结构域，它们都可以通过不同的机制结合病毒RNA基因组。据报道，N蛋白可以与nsp3蛋白结合，帮助基因组与复制酶-转录酶复合物（RTC）相连，并将被衣壳化的基因组包装到病毒颗粒中。
冠状病毒发病机制的多样性
宿主范围和组织嗜性显示不同CoV之间存在很大差异。通常，α冠状病毒和β冠状病毒可以感染哺乳动物，γ冠状病毒和δ冠状病毒可以感染鸟类。在2019年之前，只有六种CoV可以感染人类并引起呼吸道疾病：i）HCoV-229E，HCoV-OC43，HCoV-NL63和HKU1仅诱发轻度上呼吸道疾病，在极少数情况下，其中一些会在婴儿，年轻人和老年人中引起严重感染；ii）SARS-CoV和MERS-CoV可以感染下呼吸道并引起人类严重的呼吸综合症。根据基因组分析，新的冠状病毒2019-nCoV属于beta冠状病毒，也可以感染下呼吸道并引起肺炎，但总的来说症状比SARS和MERS轻。
由于武汉海鲜市场也出售其他动物，因此2019-nCoV的天然宿主有待确定。由于可能会从动物传播给人，因此应不断监测牲畜和其他动物（包括蝙蝠）中的CoV。
治疗与预防
目前，尚无针对冠状病毒的抗病毒治疗方法，主要治疗方法是支持性的。带有利巴韦林的重组干扰素（IFN）仅对冠状病毒感染具有有限的作用。SARS和MERS流行后，已开发出许多针对CoVs蛋白酶，聚合酶，MTase和进入蛋白的抗CoV药物，但是在临床试验中尚未证实它们。到目前为止，已经提出了从康复期患者那里获得的血浆和抗体疗法作为主要疗法。
有多种针对CoV的疫苗策略。已开发出灭活病毒，减毒活病毒，基于病毒载体的疫苗，亚单位疫苗，重组蛋白和DNA疫苗，但迄今为止仅在动物中进行了测试。
由于没有有效的疗法或疫苗，应对CoV严重感染的最佳方法是控制感染源，及早诊断，报告，隔离，支持治疗，以及及时发布流行信息，以避免不必要的恐慌。对于个人而言，良好的个人卫生习惯，佩戴口罩，通风并避免拥挤的地方将有助于防止CoV感染。
参考消息：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmv.25681