每當一種致命性的新型病毒出現時，總是會引發人們巨大的恐慌。從公元前就疑似有記載的天花到1918年席捲全球的西班牙流感，從1976年首次出現的埃博拉出血熱到2003年爆發的SARS，每一次的病毒入侵都帶來了嚴重的結果。
到了2019年年底，一種全新的冠狀病毒悄然出現。目前，這種病毒還沒有一個正式的名稱，我們現在稱它為2019-nCoV。隨著研究的深入，我們已經掌握了越來越多與新型冠狀病毒的信息，但還有一些問題仍然沒有解開。
在深入認識2019-nCoV之前，我們首先要面對的一個基本問題便是：
1
病毒是生命嗎？
這個聽起來似乎很簡單的問題實際上是生物學中一個極具爭議的大問題。
所有病毒都是由遺傳物質（DNA或RNA）和蛋白質構成的有機物，從這一點來看，它們似乎是具有生命特徵的；但是，它們無法自行表現生命現象，必須依賴宿主細胞才能生長和複製，這一點有違我們對生命的定義。
因此目前在大多生物分類中，生物的三大域（細菌、古菌域真核生物）中並沒有包含病毒。病毒被更多地視為一種“類生物”。
由於病毒無法留下化石證據，使得我們對其起源和演化的推斷更多地來自於對病毒與宿主之間的DNA序列的研究和比較。從已知的病毒中已經可以看到，病毒存在豐富的多樣性，它們很可能也可以通過自然選擇不斷進化。有科學家認為，病毒的自組裝方式或許還可以幫助我們理解生命的起源。
2
那麼，什麼是冠狀病毒呢？
顧名思義，冠狀病毒得名於它們在電子顯微鏡下的皇冠般的樣子：
○ 冠狀病毒大多都包括四種主要的結構蛋白，它們外層的“皇冠”實際上是突起蛋白（S），還有包膜蛋白（E）、膜蛋白（M）和核衣殼蛋白（N）。在一些β冠狀病毒中還有第五種結構蛋白血凝素酯酶蛋白（HE）。圖中所示的正是2019-nCoV的3D模型圖。| 圖片來源：Scientific Animations
更具體的說，它是一種單股正鏈RNA病毒，是已知基因組最大的RNA病毒之一，大約包含2.6-3.2萬個鹼基。這類病毒通常會感染哺乳動物和鳥類，造成宿主呼吸道和腸道感染。
新型冠狀病毒（2019-nCoV）是已知第7種人類冠狀病毒：
○ 冠狀病毒屬於冠狀病毒科（Coronaviridae）正冠狀病毒亞科（Orthocoronavirinae），其下分為α、β、γ和δ四個屬，其中β屬冠狀病毒可以分為A、B、C、D四個譜系。目前我們已知的可以感染人類的冠狀病毒有7種。
事實上，大多數人都曾被冠狀病毒感染過。上世紀60年代，科學家首次發現了能夠感染人類的冠狀病毒，那就是HCoV 229E和HCoV OC43；20世紀60年代後期，科學家逐步發現這兩種病毒能夠引起上呼吸道的輕微感染和感冒。另外兩種能夠引起輕微呼吸道感染的NL63和HKU1分別在2004年和2005年被發現。
但最令人震驚的冠狀病毒還是2003年出現的SARS和2012年的MERS冠狀病毒，它們的出現讓人們開始意識到，冠狀病毒也可能是致命的。這兩種病毒會引起嚴重的呼吸系統疾病，並且具有較高的致死率。
3
2019-nCoV是如何誕生的？
嚴格來說，這個問題還沒有確切的答案，但基於對冠狀病毒已有的認識和對新病毒的研究，科學家正在努力勾勒出這種新病毒的演變歷程。
由於冠狀病毒的基因組很大，它們在複製時“出錯”的幾率也更大。“錯誤”意味著變異，變異也有機會帶來新的特徵，給了它們更多機會可以感染新的宿主。
在全基因組水平上，這種病毒與一種蝙蝠冠狀病毒（RaTG13）序列的一致性達96%。這一結果指向，2019-nCoV很可能是從蝙蝠冠狀病毒演化而來。但4%的序列差異意味著上千個核苷酸的差距，這種差距很有可能無法滿足直接傳染，因此在蝙蝠冠狀病毒和2019-nCoV之間很可能還存在一種（也有可能是多種）
中間宿主，病毒藉助中間宿主的“跳板”，進一步發生了變化。根據目前最新的一項尚未發表論文的研究來看，科學家在對比了從穿山甲身上分離的冠狀病毒毒株和目前人類身上的毒株之後，發現這二者的序列相似度高達99%，因此穿山甲很可能就是潛在的中間宿主。但參與該項目的研究人員同樣強調，這絕非最終結果，我們還需要更多努力才能進一步瞭解這種病毒。
4
2019-nCoV是通過什麼途徑進入人體內的？
冠狀病毒的突起蛋白（S）可以理解成是它們進入細胞的“鑰匙”，而宿主細胞表面的受體就像是看守宿主細胞的“鎖”。當”鑰匙“遇到了與之對應的”鎖“時，病毒便可進入細胞。
冠狀病毒的S蛋白非常多樣，作用機制複雜，可以理解成不同的冠狀病毒在進化過程中獲得了不同的鑰匙，它們對應的受體也有差異，這在很大程度上決定了冠狀病毒能夠感染的細胞類型。比如，那些引起普通感冒的冠狀病毒能夠感染的大多是人類的上呼吸道，而嚴重的冠狀病毒則會深入到人的下呼吸道和肺部。
根據現有研究，新型冠狀病毒進入細胞的受體與SARS-CoV相同，均為ACE2（血管緊張素轉換酶2）；MERS-CoV進入細胞的受體是DPP4（二肽基肽酶4）。這兩種受體在肺部細胞表面都存在，病毒能夠在肺部大量複製，造成感染並引發嚴重的肺炎等呼吸系統疾病。
5
2019-nCoV如何複製？
和所有病毒一樣，冠狀病毒也必須依賴宿主的細胞才能複製。因此，它們必須先進入細胞，從細胞中“偷取”物質以完成自身的繁衍。
○ 冠狀病毒感染和複製過程簡單圖示，圖示未按比例，根據The Molecular Biology of Coronavirus (1997) 論文製作。| 圖片來源：Crenim/Wikicommons
簡單地說，冠狀病毒具有一層包膜，其中包裹著單鏈RNA。當冠狀病毒藉助其突起蛋白與細胞表面的分子結合並進入細胞之後，病毒會脫去外殼，將RNA釋放到細胞質中。冠狀病毒RNA帶有5’甲基化端和3’多聚腺苷酸尾，能夠附著在細胞的核糖體上。冠狀病毒的基因組中編碼了一種複製酶，複製酶能夠利用宿主細胞的機制讓RNA病毒基因組轉錄成新的RNA拷貝。當不同蛋白被製造出來後，病毒就會在
內質網腔中被組裝，並通過高爾基小囊泡最終被輸送到細胞外。新的病毒會繼續運用相同的機制感染更多細胞。當然在細胞內實際發生的情況要比這種概括性的描述複雜得多，其中也還有許多細節等待繼續挖掘和揭示。
6
2019-nCoV在體外能“存活”多久？
病毒的“存活”一般指保持感染能力。和其他病毒一樣，2019-nCoV的存活時間極大地受到環境因素的影響。由於病毒特殊的結構，它們需要一定的附著物（比如飛沫）才能“存活”。目前，這種病毒的確定傳播方式包括呼吸道飛沫和接觸傳播，氣溶膠和消化道等傳播途徑尚待明確。
我們對病毒的研究仍在一步步深入。按照普遍規律，有囊膜的病毒（比無囊膜的病毒）更“脆弱”，因為病毒在感染細胞時需要保持結構的完整性。根據現有研究，李蘭娟院士在2月3日接受電視採訪時介紹，新冠病毒在乾燥的環境中存活時間約48小時，在空氣中兩小時後，它的活性明顯下降。從人體噴出的飛沫會沉降到不同物體表面，在一些光滑的表面可以存活數小時，如果環境（溫度、溼度）合適，也有可以存活長達5天的情況。
因此，所有醫務工作者和科學家都在強調佩戴口罩和勤洗手的重要性。對容易擦拭和安全的表面，可以使用醫用酒精等消毒劑進行消毒。
7
2019-nCoV與其他冠狀病毒有什麼區別？
根據現有研究，2019-nCoV屬於β屬冠狀病毒譜系B，它與SARS-CoV的基因序列一致性達79.5%。在SARS-CoV和MERS-CoV中，2019-nCoV與SARS-CoV的關係更近，新冠病毒屬於一種SARS相關病毒，兩者使用相同的受體也從側面證明了這一點。但這兩種病毒的基因序列一致性也僅八成不到，說明2019-nCoV是一種新型病毒，並不能簡單說是SARS“捲土重來”。
按照目前對新冠病毒的瞭解，這種
病毒的致死性低於它的“近親”SARS-CoV和MERS-CoV。截至2020年2月3日晚24時，全國確診病例的病死率約2.1%，97%的死亡患者集中在湖北。根據目前的觀察，病毒在不同個體身上的表現有明顯差異，一些老年人和有基礎疾病的患者感染後症狀較重，但也存在許多輕症患者。
進入細胞的受體差異能夠部分解釋各個病毒之間的不同。我們的氣道是直接連通外界的通道，所以在正常情況下，這裡其實是一個“戒備森嚴”的地方，許多病原體在正常情況下能夠被過濾和清除。比如，MERS病毒的受體DPP4大量存在於支氣管下部的細胞，到達這裡需要極大量的病毒湧入體內，因此許多MERS患者是在中東地區與駱駝密切接觸的人群，MERS-CoV的致死率是目前已知三種嚴重人類冠狀病毒中最高的。
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是什麼決定了不同冠狀病毒的烈性？
但受體也無法解釋問題的全部。SARS、2019-nCoV和引起普通感冒的NL63這三種冠狀病毒利用的都是ACE2受體進入細胞，但導致的疾病、感染部位和嚴重程度卻截然不同。其背後的原因仍不得而知，許多問題仍有待解決。科學家推測，這種不同有可能是因為還存在尚未被發現的其他受體或輔助受體造成的。
此外，免疫系統在應對不同病毒時所產生的反應機制或許也起到了某種作用。當病毒在入侵時，它們需要學會繞開宿主體內的免疫防線。一旦細胞檢測到病毒，就會啟動自身免疫反應，而大多免疫反應是雙刃劍，對宿主也會產生一定負面影響。因此病毒誘發的免疫反應具有多大的破壞性究竟有嚴重，同樣會影響感染病毒後的後果。
科學家還發現，不同冠狀病毒中還帶有不同的輔助蛋白，但我們對輔助蛋白的功能還不夠了解。有研究顯示，一些輔助蛋白不會影響SARS病毒的複製，但有研究表明去除它們會降低病毒的致病性。而在冠狀病毒中，編碼突出蛋白和輔助蛋白的基因複製更容易“出錯”，這似乎是“有意”促進病毒的演化。
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這次2019-nCoV的影響範圍為何這麼大？
○ 傳染病的基本再生數。
基本再生數（R0）可衡量傳染病的發展，定義為“在發病初期，當所有人均為易感者時，一位病人在其平均患病期內所傳染的人數”，其值越大，傳染力越強。目前2019-nCoV的R0值初步估計大約都在1.4-3.3這個區間，在1月29日和31日的兩篇研究給出的估算分別是2.2和2.68。隨著對病毒的認識數值可能會產生變化，但就目前的研究結果來說，可以說新冠病毒的傳播力沒有SARS強。
但相比17年前的SARS病毒，2019-nCoV似乎更“狡猾”，它變得更加隱蔽。在患病初期的症狀很像普通感冒或流感，在一些患者身上的表現並沒有非常明顯，因此更容易被患者忽略或輕視。2019-nCoV的潛伏期也比較長。但這些患者仍然具有傳染性，他們成為了主要病毒的傳染源。病毒隱匿在人群中，因此影響波及到了更大的範圍，也增加了防控工作的難度。
10
有什麼方法可以消滅2019-nCoV？
由於新型冠狀病毒剛剛進入人們的視線，目前對新冠病毒的理化特徵大多來自對SARS-CoV和MERS-CoV的認識。根據《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》（試行第5版），病毒對紫外線和熱敏感，56攝氏度保持30分鐘可有效滅活病毒，此外75%乙醇、乙醚、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑均可有效滅活病毒。值得一提的是，儘管病毒很不喜歡乾燥環境，但我們平時所說的“乾燥”還完全達不到消滅病毒的條件。
目前針對冠狀病毒尚無特效藥。由於冠狀病毒對熱敏感的特性，17年前的SARS最終在氣溫逐漸升高之時消失在了大眾的視野中。各國科學家也在加緊研製和臨床試驗各種藥物，應對這一次的新型病毒。
目前，在湖北集結了來自全國各地的醫護工作者和科學家，在“戰疫”的一線，能看到許多熟悉的科學家面孔，鍾南山、李蘭娟、陳薇……世界多個團隊正在組織進行藥物試驗和疫苗研發。
這確實是付出了沉重代價的一課，它再一次教會我們尊重自然，但一定不會是過不去的難關。
1 Su, Shuo, et al. "Epidemiology, genetic recombination, and pathogenesis of coronaviruses." Trends in microbiology 24.6 (2016): 490-502.
2 Geller, Chloé, Mihayl Varbanov, and Raphaël E. Duval. "Human coronaviruses: insights into environmental resistance and its influence on the development of new antiseptic strategies." Viruses 4.11 (2012): 3044-3068.
3 Fehr, Anthony R., and Stanley Perlman. "Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis." Coronaviruses. Humana Press, New York, NY, 2015. 1-23.
4 Lai, Michael MC, and David Cavanagh. "The molecular biology of coronaviruses." Advances in virus research. Vol. 48. Academic Press, 1997. 1-100.
5 Zhou, Peng, et al. "Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin." bioRxiv (2020).
6 Huang, Chaolin, et al. "Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China." The Lancet (2020).
7 https://www.scientificamerican.com/article/how-coronaviruses-cause-infection-from-colds-to-deadly-pneumonia1/
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