病毒是如何完成物种间转移的？有哪些因素会影响动物的疾病传染给人类？

某些流感病毒和各种冠状病毒会导致人畜共患疾病。这些病毒起源于动物，但它们的生物学机制通常使它们能够感染人类。

目前，世界正处于由新型冠状病毒引起的传染病大流行之中。世界卫生组织(世卫组织)正式将该疾病命名为“2019年冠状病毒病”(COVID-19)，而冠状病毒研究小组将导致该疾病的病毒命名为“严重急性呼吸综合征冠状病毒2型”(非典-CoV-2)。2019年12月下旬首次发现一些不寻常的肺炎患者，今年1月8日，该病毒被正式确认为该疾病的病因。

我们以前见过这样的病毒吗？

是的，事实上，SARS-CoV-2是过去20年中第三种新型致病冠状病毒。第一种病毒发现于2003年，被命名为“严重急性呼吸综合征冠状病毒”(非典冠状病毒)，引发了非典疫情，即非典。十年后，第二种病毒中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)在中东地区出现，引起类似的呼吸系统疾病，称为中东呼吸综合征(MERS)。自确诊以来，各国已记录了2494例MERS-CoV感染病例，近900人死亡。非典疫情规模较大，但死亡率较低，约有8000人感染，近800人死亡。

这些病毒来自哪里？

MERS-CoV和SARS-CoV似乎都起源于动物，新感染的冠状病毒也是如此。科学家认为，中东呼吸综合征病毒和非典病毒首先通过蝙蝠传播给中间动物(分别是骆驼和灵猫)，然后感染人类。对新冠状病毒基因序列的遗传分析表明蝙蝠冠状病毒似乎与它们最接近，中间物种可能是穿山甲鳞片。穿山甲是极度濒危物种。因为它的鳞片和肉，它被大量宰杀和出售。引起人类普通感冒的冠状病毒有四种，即人类冠状病毒229E(HCoV-229E)、人类冠状病毒NL63(HCoV-NL63)、人类冠状病毒OC43(HCoV-OC43)和人类冠状病毒HKU1(HCoV-HKU1)，它们似乎也是人畜共患的传染性病毒。

这些病毒是如何在物种间传播的？

尽管具体情况不同，但病毒在物种间传播的机制是基于相同的基本前提:进入和复制的能力。病毒能到达宿主细胞吗？病毒蛋白能识别并结合这些细胞上的受体结构吗？如果答案是肯定的，那么病毒可以进入细胞并开始复制，从而感染宿主。

冠状病毒已经非常擅长利用这些受体进入宿主细胞。这种类型的病毒利用一种被称为尖峰蛋白(S)的表面糖蛋白(一种附着有糖基的蛋白)来结合宿主细胞。这种蛋白质使这种病毒看起来像皇冠，这也是它们名字的来源。负责实际结合的刺突蛋白部分被称为S1亚单位，它可以是非常不同的，这使得病毒能够结合到许多不同的哺乳动物宿主。

大多数感染人类的冠状病毒似乎与哺乳动物细胞上的三种特定受体之一结合。传染性非典型肺炎冠状病毒和人巨细胞病毒-NL63分别使用一种称为“血管紧张素转换酶2”(ACE 2)的人类受体，而多柔比星冠状病毒和人巨细胞病毒-229E分别使用“二肽基肽酶4”(DDP-4)受体和“氨肽酶human)受体。这些蛋白质存在于人类呼吸道的上皮细胞或表面细胞中，很容易被任何空气传播的病毒靶向。最近对这种新冠状病毒的两项研究表明，像非典病毒一样，它使用乙酰乙酸受体。

还有其他动物传染病吗？

还有另一种病毒通常来自动物宿主，也能引起人类疾病，那就是流感病毒。几乎所有已知的流感病毒都源自水禽，如鸭、鹅、燕鸥、海鸥和其他相关物种。许多病毒会从鸟类传播到其他物种，包括人类。通常，新物种对这些病毒来说是死路一条。例如，禽流感病毒可以从鸟类传播给人类，但不能在人类之间传播。然而，有时一种新病毒也能在人群中有效传播。我们看到的最后一个例子是2009年的H1N1流感，它最初是一种在猪中感染的疾病，属于甲型流感病毒。然而，它开始在人类中传播，并最终导致了流感大流行。1918年的流感大流行也是一场全球性的甲型H1N1流感(后来被广泛称为“西班牙流感”，但这种流行病并不是起源于西班牙，而是首先出现在美国)。禽流感H1N1病毒被认为是大流行的原因。

流感病毒利用自身的病毒糖蛋白血凝素(H)进入宿主细胞。像冠状病毒穗蛋白一样，血凝素是一种表面带刺的表面蛋白。它从病毒中突出，并能与上呼吸道中带有唾液酸残基的细胞结合。唾液酸残基是连接在蛋白质和脂类末端的糖链，有许多不同的形式和连接类型(唾液酸原子与糖结合的方式)。禽流感病毒倾向于结合α 2，3连接的唾液酸受体。具体来说，唾液酸通过特定的碳原子与半乳糖结合。这种连接使唾液酸和半乳糖具有直立的外观。人类适应性流感病毒似乎更喜欢α 2，6键唾液酸受体，它与另一个碳原子的糖结合，在外观上表现出更大的弯曲。这种对唾液酸的偏好被认为是决定病毒能感染哪些物种的主要因素，限制了纯禽流感病毒感染人类和在人群中传播的能力。

还有哪些因素会影响动物疾病向人类的传播？

最近的研究表明，宿主和病毒之间的相互作用也受到宿主蛋白酶(分解蛋白质的酶)的影响。因此，哪些宿主易受哪些病毒的攻击，不仅取决于刺突蛋白的组成。蛋白酶可以切断部分刺突蛋白并改变其与宿主细胞的结合方式，因此一些正常情况下不会感染人类细胞的病毒在受到蛋白酶作用后可能会感染。

中间物种的作用也可能比科学家最初认为的更复杂。研究人员最初认为，中间物种是冠状病毒从原始宿主物种转移到人类的必要条件。也许这种病毒已经进化并适应了中间物种，使得它能够更有效地与人类细胞结合。然而，最近的研究表明，一些蝙蝠冠状病毒可以直接感染人类细胞而不通过中间宿主，这意味着大量未发现的冠状病毒可能潜伏在原始宿主动物中。同样，我们曾经认为猪可能扮演“混合容器”的角色。在禽流感病毒感染猪后，它将变得对哺乳动物更具适应性，因为猪的呼吸细胞似乎具有α 2，3和α 2，6连接的唾液酸受体，其可以混合人流感和禽流感病毒并产生新的人适应性病毒。然而，尽管猪能执行这一功能，我们现在知道这种混合是不必要的。禽流感病毒可以在不使用猪作为媒介的情况下感染人类。

由于流感病毒和冠状病毒的多样性以及它们在不同宿主之间传播的趋势，两者都对人类构成了持续的挑战。事实上，这种多样性可能首先使病毒的跨物种传播成为可能，因为一个更大、更多样化的群体比一个更同质的群体包含更多能结合多种宿主受体的病毒。因此，冠状病毒和流感病毒都有可能再次流行。

我们能做什么来保护自己？

首先，洗手和避免用手触摸脸和眼睛可以确保我们自己的安全，并有助于避免任何类型的病毒感染。通过直接吸入空气中携带病毒的液滴或接触受污染的表面，您可能会导致病毒进入您的鼻子和眼睛的粘膜，从而感染病毒。

研究人员每年都在研发流感疫苗，世界各地的科学家也在努力研发一种通用的流感疫苗来抵抗所有类型的流感病毒。我们对冠状病毒的了解并不深。偶尔的严重流行病暴露了人类社会缺乏资金和专业知识。目前，一些国家的实验室正在为新的冠状病毒设计疫苗，但是在动物和人类中进行临床试验仍然需要时间。

研究人员还将继续监测新出现的流感病毒和冠状病毒，并检查它们的基因组，以确定它们是否对人类具有适应性。至于新的冠状病毒肺炎疫情，我们似乎做的一切都有点晚了，但我们仍然可以为下一次可能的爆发做准备。

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