COVID-19的病毒学、流行病学以及发病机制的认识
新兴严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）疾病在中国的爆发（COVID-19）已引起全球关注，并在2020年3月11日被世界卫生组织（WHO）宣布为大流行病。由于没有特定的疗法和疫苗可用于疾病控制，COVID-19的流行对全球公众的健康构成了巨大威胁。
2019年年底，湖北省武汉市出现了一原因不明确的肺炎患者，随后，由于春节将近，人口流动大，疾病在在全国范围内蔓延传染，截止到2020年6月2日24时，我国已有84602例确诊病例。通过序列分析，人们认为这种肺炎是由一种新的冠状病毒2019-nCoV引起的，后来WHO在2020年2月11日又将其命名为2019冠状病毒病Coronavirus Disease-2019 (COVID-19)，在同一天，国际病毒分类学委员会（ICTV）将这种新型冠状病毒命名为SARS-CoV-2。至今，SARS-CoV-2感染仍在蔓延，涉及欧洲、非洲、美洲和大洋洲等地，这种病毒对全世界人民的健康构成了严重威胁。中国大陆几乎所有省份都确认颁布了联合的预防和检疫机制，及时控制住了疫情。但由于缺乏特定的抗病毒方法和临床，全世界每天有数千例严重病例死亡。
一、病毒学
1. 起源
在2019年底，湖北省武汉市的几家当地医院出现了COVID-19，根据临床表现，血液检查和胸部X光片检查，该疾病被临床医生诊断为病毒引起的肺炎。初步的流行病学调查建议大部分疑似病例与他们在华南的存在的海鲜市场有关。这个海鲜市场，不仅出售海鲜，而且还出售许多野生动物。中国疾病预防控制中心（CDC）从华南海鲜市场的环境样品中分离出SARS-CoV-2，这意味着爆发的起源。但是，这样的结论是有争议的，因为最早的病例与海鲜市场没有关联31个省区市报告新增确诊病例。另外，官方在COVID-19报道的几个月前就发现了至少两种不同的SARS-CoV-2病毒株。最近流行病学分析表明，华南海鲜市场的SARS-CoV-2可能是来源于从其他国家进口的地方。所以COVID-19的起源到目前还是一个争议，需要确切的证据来解释这个问题。
2. 分类及其亚型
分离出的SARS-CoV-2，经过序列和进化树分析，被认为是β-CoV的成员。1975年，国际病毒命名委员会正式命名了冠状病毒科，冠状病毒科又分为两个亚科：Letovirinae亚科和正冠状病毒亚科，而正冠状病毒亚科又下分为α、β、γ和δ四个属。CoVs家族是一类包膜的，单
股正链RNA病毒。其遗传物质是所有RNA病毒中最大的，只感染人、鼠、猪、猫、犬、禽类脊椎动物。这种病毒可引起呼吸道，肠道，肝脏和神经系统疾病。其中，α和β属涉及人类、家畜和宠物等，病毒种类较多，γ和δ属多是禽类冠状病毒，种类较少。国际病毒分类委员会2018年已鉴定的人和动物冠状病毒共有23个亚属38个种。虽然有多达38种，但是其中目前已知可感染人类的冠状病毒仅6种—HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1、SARS-CoV和MERS-CoV。到目前，加上现在的2019-nCoV，一共是7种。SARS冠状病毒（SARS-CoV）和MERS冠状病毒（MERS-CoV）是β-CoV的成员。全基因组系统发育树分析表示SARS-CoV-2与SARS-CoV和MERS-CoV分别具有79.5％和50％的序列同一性。但是，SARS-CoV-2和SARS-CoV的七个保守的复制酶的ORF1ab中的结构域之间存在94.6%的序列同一性，并且SARS-CoV-2和其他β-CoV之间的序列同一性都低于90％，这表明SARS-CoV-2属于β冠状病毒属的Sarbecovirus亚属，并在遗传学上与SARS-CoV不同，且2019-nCoV与SARS-CoV在RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）基因系统发育上有着明显区别。也就是说，SARS-CoV-2与SARS是同一亚属，意味着具有某些共同特性，但不是同一种病毒。
  从9名COVID-19患者中获得的SARS-CoV-2的最初的基因组序列极其相似，显示出超过99.
98％的序列同一性，这表明感染的病毒变异不大。最近的一项研究表明120个替换位点在八个编码区中均匀分布，没有发生明显的重组。然而，来自北京大学和中国科学院上海巴斯德研究所等机构的科学家们通过研究对SARS-CoV-2进行了迄今为止最大规模的全基因组分子进化分析，他们发现，SARS-CoV-2目前已经进化出L和S两个亚型，L亚型（70%）较S亚型（30%）更为普遍，且这两种病毒亚型在地域分布及人中的比例相差较大，研究人员推测，这两种亚型的传播能力、致病性或许也存在较大区别。经过研究发现，他们对103个SARS-CoV-2毒株的基因组进行测序后发现，L型病毒或许并S型更具侵袭性且更易传播扩散，原因可能是当SARS-CoV-2爆发后，人为的干预或许改变了L型和S型病毒的相对丰度。因为RNA病毒性质不稳定，所以对人或动物连续监测SARS-CoV-2，对于疾病控制极为重要。
3. 结构特性
SARS-CoV-2病毒体与β冠状病毒相似，基因组大小为29.9 kb，见图1，具有由基因组RNA和磷酸化的核衣壳蛋白组成的核衣壳，核衣壳位于磷脂双分子层中，表面覆盖有两种刺突蛋白：存在于所有冠状病毒中的刺突糖蛋白三聚体（S）和仅存在在某些冠状病毒中的血凝素
酯酶（HE）。膜（M）蛋白和包膜（E）蛋白是位于病毒包膜中的S蛋白之间。SARS-CoV-2基因组有5’和3’末端序列（5’端有265个核苷酸和3’端有229个核苷酸），这是典型的β-CoVs所具有的。SARS-CoV-2基因顺序为5’-复制酶开放阅读框（ORF）-1ab-S-包膜（E）-膜（M）-N-3’（见图2）。SARS-CoV-2预测S，ORF3a，E，M和N基因长度分别为3822、828、228、669和1260 核苷酸。
图1 β-CoV病毒颗粒和基因组（自己绘制）
图2 SARS-CoV-2 5’到3’的基因序列
病毒颗粒的直径为60〜100 nm，呈圆形或椭圆形。SARS-CoV-2可以被紫外线或在56℃加热30分钟灭活，并且对大多数消毒剂如二乙醚，75％乙醇，氯，过氧乙酸和氯仿敏感。据报道，SARS-CoV-2在塑料和不锈钢上比在铜和纸板上更稳定，并且在施用于这些表面后长达72小时都检测到了活病毒。在纸板上，SARS-CoV-2的半衰期比SARS-CoV的半衰期更长，并且两种病毒的最长生存期都在不锈钢和塑料上。
4. SARS-CoV-2的生物来源
所有人类冠状病毒都可能是人畜共患病起源，而蝙蝠很可能是目前所有已知冠状病毒的自然宿主。在2002年和2003年的SARS大流行期间，指出了SARS-CoV是人畜共患病起源，麝香被猜测是人类感染的自然来源。而且有报道称中国马蹄蝠是SARS-CoV的自然宿主。关于SARS-CoV-2，它与某些蝙蝠CoV具有高度的序列同一性，例如先前在云南犀牛中发现的BatCoV RaTG13，与SARS-CoV-2的同源性为96％，这表明SARS-CoV-2可能来源于蝙蝠。通常，蝙蝠与人类的生活区域相隔较远，不可能直接感染人类，该病毒可能是由另一动物宿主传播给人类的。蝙蝠中的SARS样冠状病毒不会直接感染人类，除非他们在动物宿主中经历了突变或重组。例如，SARS-CoV和MERS-CoV在传播给人类之前的动物宿主是果子狸和骆驼。据报道，穿山甲来源的CoV和SARS-CoV-2的序列同一性为99％，表明SARS-CoV-2的中间宿主可能是穿山甲。目前中国的许多研究都在追踪SARS-CoV-2的其他潜在的动物宿主，对预防和控制COVID-19具有重要意义。