第一章　新型冠状病毒肺炎的发生与流行

第一节　冠状病毒的种类及危害

一、概述

冠状病毒属于套式病毒目、冠状病毒科、冠状病毒亚科，广泛存在于自然界。冠状病毒颗粒直径为80～160 nm，呈球形或椭球形［图1-1-1（a）、（b）］。病毒颗粒表面有球棒状的突出部分，由刺突糖蛋白（spike glycoprotein，S）组成。在一些β冠状病毒属病毒（如HCoV-OC43和HCoV-HKU1）中，突出部分还有血凝素-酯酶（hemagg-lutinin-esterase，HE）蛋白。病毒包膜由膜糖蛋白（membrane glycoprotein，M）构成，通过三个跨膜结构域嵌入病毒包膜。少量小的跨膜蛋白——包膜（envelope，E）蛋白也出现在包膜中。核衣壳（nucleocapsid，N）蛋白以串珠的形式结合到RNA基因组上，形成螺旋对称的核衣壳。

病毒基因组为单股正链RNA，5′端有甲基化帽子结构，3′端具有多聚腺苷酸尾结构，全长27～32 kb，是已知的基因组最长的RNA病毒。冠状病毒可引起人和脊椎动物的呼吸系统、消化系统以及神经系统疾病。

二、冠状病毒的分类

1937年研究者首先从鸡体内分离出冠状病毒，1965年又获得了第一株人体冠状病毒分离株。由于囊膜表面具有许多棒状凸起，在电镜下其形态呈日冕状，故称为冠状病毒。1975年，国际病毒分类委员会（The International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV）正式命名了冠状病毒科，并分为冠状病毒（coronairiane）亚科和环曲病毒（toroviriane）亚科。2011年，ICTV根据系统发生关系以及基因组结构，将冠状病毒分为4个属，分别是α、β、γ和δ冠状病毒属。其中，β冠状病毒属又包括了A、B、C和D 4个亚群。

目前，共发现7种可感染人类的冠状病毒，分别为HCoV-229E、HCoV-OC43、SARS-CoV、HCoV-NL63、HCoV-HKU1、MERS-CoV，以及引起本次新型冠状病毒肺炎暴发的SARS-CoV-2。HCoV-229E和HCoV-NL63属于α属冠状病毒；HCoV-OC43、SARS-CoV、SARS-CoV-2、HCoV-HKU1和MERS-CoV属于β属冠状病毒，其中，HCoV-OC43和HCoV-HKU1属于A亚群，SARS-CoV和SARS-CoV-2属于B亚群，MERS-CoV属于C亚群。

在ICTV制定的分类系统中，SARS-CoV与SARS-CoV-2属于同一个种，即SARS相关病毒（severe acute respiratory syndrome related coronavirus，SARSr-CoVs）。该种又分为3个谱系，分别为L1、L2、L3，SARS-CoV属于L1，有两个单独的SARSr-CoV没有归到这些谱系中，包括YN（一种来自中国云南省的冠状病毒）和BG（一种来自保加利亚的冠状病毒）。中东呼吸综合征相关冠状病毒（Middle East respiratory syndromerelatedcoronavirus，MERSr-CoV）则分为两个主要的病毒谱系L1和L2。L1存在于人类和骆驼中，L2仅存在于骆驼中。此外，在MERSr-CoV中还发现了另外两小类病毒B1和B2，以及来自南非的病毒SA。

三、冠状病毒的危害

1. 对人类健康的危害

α和β冠状病毒属的病毒感染哺乳动物，γ和δ冠状病毒属的病毒可感染鸟类，但其中一些也可感染哺乳动物。α和β冠状病毒属的病毒通常引起人类呼吸系统疾病和动物胃肠炎。

经典的冠状病毒感染主要发生在冬季，且广泛发生在世界各地。人冠状病毒主要有两个血清型（Hcov-229E、HCov-OC43），是人呼吸道感染的主要病原体，人类20%的普通感冒由冠状病毒引起，也是成人慢性支气管炎急性加重的重要病因之一。SARS-CoV和MERS-CoV是两种高致病性病毒，可引起人类严重的呼吸综合征。本次的SARS-CoV-2也可导致感染者发生病毒性肺炎，并在人群中迅速播散。其他4种人冠状病毒（HCoV-NL63、HCoV-229E、HCoV-OC43和HKU1）一般仅诱发轻度上呼吸道感染，但在婴幼儿和老年人中也可能出现严重的感染症状。

（1）SARS-CoV的危害

严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）最早于2002年11月左右在广东省佛山市暴发，在短短几个月之内播散到全球29个国家，超过8 000人被感染。直至2003年7月5日世界卫生组织（World Health Organization，WHO）宣布SARS疫情结束，共造成774人死亡，病死率约为9.6%，死亡病例以老年人居多，65岁以上患者病死率高达52%。合并其他疾病，如脑卒中、糖尿病、心脏病、肺气肿、肿瘤等疾病患者的病死率较高。

SARS-CoV可识别宿主细胞的血管紧张素转化酶2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2），通过细胞膜融合作用侵入宿主细胞，在宿主细胞内进行基因组的复制以及蛋白质的合成，组装成新的冠状病毒，造成宿主细胞的坏死或者凋亡，进而损伤组织器官。肺是SARS-CoV的主要靶器官，病毒可直接侵犯支气管上皮细胞和肺泡上皮细胞，造成肺实质的损害；也可激活巨噬细胞和淋巴细胞，释放大量的细胞因子、炎症介质和自由基，使血管通透性增加，大量炎症细胞浸润和纤维蛋白渗出，与坏死脱落的肺泡上皮细胞共同导致透明膜的形成，进一步形成弥漫性肺泡损伤。此外，SARS-CoV也可侵犯肠道和免疫器官，如淋巴结、脾脏等，造成肠道和免疫功能受损。

SARS患者以发热为首发和主要症状，体温一般高于38℃，持续高热伴畏寒、乏力、肌肉酸痛、关节酸痛，头痛；也可有呼吸系统症状，表现为干咳少痰，少部分患者出现咽痛，可有胸闷，严重者逐渐出现呼吸加速，甚至呼吸窘迫；部分患者可出现恶心、呕吐、腹泻甚至水样泻等消化道症状。23%～32%的患者可进展为危重症SARS，表现为呼吸困难、低氧血症、休克或多器官功能障碍综合征（multiple organ dysfunction syndrome，MODS）。此外，部分患者还可出现并发症，包括自发肺部感染、肺间质增生、肺纤维化、纵隔气肿、皮下气肿以及气胸、骨缺血坏死（多见于使用糖皮质激素治疗后）等。

除了急性临床症状外，SARS也可能对人体健康造成长期的损害。据调查，大多数SARS患者能治愈，但在患病1年后的总体健康状态和社会功能仍低于正常水平，心理健康医疗资源的使用率显著高于正常水平，许多患者反映无法恢复到患病前的工作状态。

（2）SARS-CoV-2的危害

新型冠状病毒肺炎（简称“新冠肺炎”）目前正在全国和世界范围内迅速传播。截至2020年6月23日16时，全国累计确诊病例85070例，死亡病例4646例，死亡病例多见于有基础疾病，如高血压、糖尿病、冠心病等患者。在中国疫情得到遏制之时，全球却暴发了更大规模的疫情，截至2020年6月23日16时全球累计确诊病例8993659例，其中死亡病例469587例。美国是报告病例数最多的国家，累计2268753例，其中死亡病例119761例。

SARS-CoV-2通过飞沫或者接触传播进入人体后，通过S蛋白与宿主细胞血管紧张素转化酶2（ACE2）相结合，侵入人体细胞，主要造成呼吸系统的损伤。病毒大量复制可直接导致肺泡上皮细胞和血管内皮细胞裂解死亡，造成肺损伤，同时血管通透性增加，肺内出现细胞黏液样渗出，导致肺水肿和透明膜形成；大量炎症细胞浸润，产生并释放大量细胞因子和炎性介质，包括白细胞介素-1β（IL-1β）、γ干扰素（IFN-γ）、γ干扰素诱导蛋白-10（IP-10）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、白细胞介素-4（IL-4）和白细胞介素-10（IL-10），造成机体炎性损伤，甚至导致细胞因子风暴。此外，病毒诱导机体产生的IgG虽然可中和病毒，但也可同时触发FcR介导的炎症反应造成急性肺损伤。除了对呼吸系统的损伤外，病毒也可能会诱导淋巴细胞的坏死与凋亡，同时病毒的直接破坏与诱导的炎性反应以及药物的使用也可造成肝脏与肾脏损伤。

患者以发热、干咳、乏力为主要临床表现，少数伴有鼻塞、流涕、咽痛、肌痛和腹泻。约80%的实验室确诊病例为轻型和普通型，13.8%的患者可发展为重症，6.1%的患者可发展为危重症。重症患者多在发病一周后出现呼吸困难和（或）低氧血症，甚至可快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克，难以纠正的代谢性酸中毒和凝血功能障碍以及多器官功能衰竭。部分患者还出现气胸、心脏损伤、肝功能衰竭、急性肾损伤等临床症状。

（3）MERS-CoV的危害

中东呼吸综合征（Middle East respiratory syndrome，MERS）是由MERS-CoV引起的高度致死性呼吸系统疾病。2012年6月在沙特阿拉伯吉达从一名因严重呼吸系统疾病死亡的患者中首次被分离出来。截至2020年1月底，全球报告了2 519例实验室确认的MERS病例，包括866例相关死亡，病死率为34.3%。大多数病例来自沙特阿拉伯（2121例），包括788例相关死亡，病死率为37.1%。尽管大多数MERS病例发生在沙特阿拉伯和阿拉伯联合酋长国，但欧洲、美国和亚洲都有中东旅行者或其接触者的病例报道。

MERS病毒可通过与宿主细胞的二肽基肽酶-4（DPP-4）受体结合，介导病毒进入宿主细胞内，进行病毒复制。受感染的肺组织中性粒细胞和巨噬细胞浸润以及肺泡水肿，可导致急性高致死性肺炎。病毒可通过直接侵犯肾脏细胞或者通过低氧血症引起肾损伤，从而导致肾功能不全甚至肾衰竭。

MERS的临床表现从无症状或轻度症状到急性呼吸窘迫综合征和导致死亡的MODS。MERS患者通常会在初期出现发热、发冷、咳嗽、咽痛、肌痛和关节痛，随后在一周内发生呼吸困难并迅速发展为肺炎，通常需要通气和其他器官支持治疗。此外，还有部分患者可出现消化道症状，如呕吐、腹泻等。严重症状最常见于有合并症的患者，例如糖尿病、肾衰竭和潜在的免疫抑制患者。目前尚无针对MERS的特异抗病毒治疗药物，感染的预防和控制措施对于防止在医疗机构中的传播至关重要。

2. 对社会经济的危害

冠状病毒疫情的暴发不仅对个人身体健康造成直接或间接的危害，还会产生大量用于疫情防控、疾病治疗以及相关科研的费用，更给疫区的交通运输、商品交易、旅游业等带来重大打击，给社会的稳定与经济发展带来挑战与威胁。

据估计，全球SARS流行造成的经济损失高达300亿美元，加拿大经济损失估计为32亿～64亿美元。东亚的年经济增长率下降1%，其中新加坡经济损失达49亿美元。中国的总经济影响为253亿美元，2003年仅北京旅游部门的损失达14亿美元。中国香港经济损失估计为37亿美元。

虽然目前SARS-CoV-2疫情尚未结束，对中国乃至世界经济的影响还无法准确估计，但有专家推测在暴发的第一季度中国GDP增长可能同比下滑4.5%，全球GDP可能下降约0.42%，其中零售、旅游和酒店业受到的影响最大。

MERS同样带来了巨大的经济损失。仅韩国的旅游损失就高达26亿美元。据估计，与非公民游客减少相关的住宿、餐饮服务和运输行业的损失分别为5.42亿美元、3.59亿美元和1.06亿美元。

此外，一些α型冠状病毒和β型冠状病毒可感染牲畜，引发牲畜之间病毒性传染病，如猪传染性胃肠炎病毒（porcine transmissible gastroenteritis virus）、猪肠道腹泻病毒（porcine enteric diarrhoea virus，PEDV）和猪急性腹泻综合征冠状病毒（swine acute diarrhoea syndrome coronavirus，SADS-CoV）。2016～2017年，广东省数个养猪场暴发的猪急性腹泻综合征（swine acute diarrhoea syndrome coronavirus，SADS）的病原体就是SADS-CoV，导致了大量仔猪的死亡，出生5天以内的仔猪死亡率高达90%。

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（肖志强　赵卫）