论文标题：Emergence of SARS and COVID-19 and preparedness for the next emerging disease X

期刊： Frontiers of Medicine

作者：Ben Hu, Hua Guo, Haorui Si, Zhengli Shi

发表时间：15 Feb 2024

DOI：10.1007/s11684-024-1066-6

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导 读

中国科学院武汉病毒研究所石正丽等在Frontiers of Medicine发表综述论文《SARS和COVID-19的出现以及对下一个未知新发疾病的应对准备》（Emergence of SARS and COVID-19 and preparedness for the next emerging disease X）。本文系统回顾了SARS和COVID-19的流行病学数据，追溯了冠状病毒的潜在自然宿主与传播路径，并基于病毒分子进化、跨物种传播机制及动物易感性等证据，探讨了未来冠状病毒疫情的防控策略。

新兴传染病（EID）是全球公共卫生领域的重大挑战。过去50年间，这类疾病的发生频率显著上升，超过70%为人畜共患病，即由野生动物或媒介昆虫传播给人类。野生动物源性病毒通常需经历多个阶段才能成功感染人类：首先进入与人类生态位重叠的中间宿主，随后通过基因组和蛋白质突变适应新宿主，进而传播给密切接触的人群，并进一步变异以实现人际传播。2002年的严重急性呼吸综合征（SARS）、2012年的中东呼吸综合征（MERS）以及2019年的新型冠状病毒病（COVID-19），是近20年来三次由冠状病毒引发的重大疫情。其中，COVID-19作为百年以来最严重的传染病，不仅对公共卫生造成冲击，更深刻影响了全球经济、社会行为与政治格局。尽管科学界已在病毒生物学特性、诊断技术、疫苗药物研发等方面取得进展，但严重急性呼吸综合征冠状病毒的起源及传播链仍存在诸多未解之谜。

中国科学院武汉病毒研究所石正丽等系统回顾了SARS和COVID-19的流行病学数据，追溯了病毒的潜在自然宿主与传播路径，并探讨了未来冠状病毒疫情的防控策略。本文整合了冠状病毒分子进化、跨物种传播机制及动物易感性等多方面证据，为理解新发冠状病毒的起源与防控提供了关键科学依据。

研究首先梳理了SARS-CoV的动物源性证据。2002年SARS疫情爆发后，流行病学调查发现早期病例多与野生动物接触相关。通过对市场动物样本的检测，科学家确认SARS-CoV最初由果子狸等中间宿主传播给人类，而病毒在从动物到人的传播过程中，刺突蛋白（S蛋白）和ORF8辅助蛋白发生了快速突变。在寻找SARS-CoV自然宿主的过程中，在亚洲、欧洲和非洲国家的不同菊头蝠物种中发现了高度遗传多样性的SARS相关冠状病毒（SARSr-CoV）（图1）。尽管蝙蝠被确认为SARS-CoV的自然宿主，但其直接传播至人类仍需通过中间宿主的适应性进化。有研究表明，广东地区出现的SARS-CoV可能源于蝙蝠病毒意外传播至养殖动物，再通过市场交易进入人群（图2）。

图1 SARS相关冠状病毒全长RdRp基因序列的系统发育分析

图2 SARS冠状病毒与SARS-CoV-2的可能传播链

关于COVID-19的起源，研究指出，2019年12月武汉华南海鲜市场报告的不明原因肺炎病例是疫情的首次发现，但后续追溯显示部分早期病例无市场暴露史，且病毒基因组分析提示疫情可能源于2019年11月的共同祖先。尽管蝙蝠冠状病毒RaTG13（与SARS-CoV-2基因组相似度96.2%）和老挝蝙蝠冠状病毒BANAL-20-52（相似度96.8%）被认为是近缘病毒，但SARS-CoV-2的直接来源仍不明确。环境样本检测显示，华南市场存在病毒广泛污染，但动物样本未发现病毒阳性，提示市场可能是疫情的放大器而非源头。此外，冷链传播和早期全球隐性传播的证据也为病毒起源提供了多元视角。研究提出，SARS-CoV-2的祖先可能通过中间宿主适应性进化或冷链污染进入人类群体。

动物易感性研究显示，SARS-CoV-2可通过人类传播给宠物（猫、狗）、圈养动物（老虎、狮子）及养殖水貂，其中水貂群体中已观察到病毒适应性突变和反向传播给人类的案例。实验感染研究进一步证实，非人灵长类、雪貂、仓鼠等哺乳动物对病毒易感，而鸟类和鱼类因ACE2受体不兼容而不易感。受体结合实验表明，蝙蝠和穿山甲体内的类SARS-CoV-2病毒可通过ACE2受体结合人类细胞，提示野生动物冠状病毒仍存在跨物种传播风险。

SARS相关冠状病毒的进化分析显示，其刺突蛋白受体结合域（RBD）存在显著多样性，可分为两个主要进化枝（图3）。其中，无缺失的进化枝1病毒（如SARS-CoV-2、BANAL-20-52）能高效结合人类ACE2，而带有缺失的进化枝2病毒则失去此能力。这一发现为预测潜在跨物种传播风险提供了分子依据。

图3 SARS相关冠状病毒受体结合基序（RBM）的序列比对

基于上述发现，研究提出了未来的防控策略：一是开发通用诊断方法，如针对ORF1b和核衣壳蛋白（N蛋白）的泛冠状病毒PCR检测；二是研发泛冠状病毒疫苗，利用保守的S蛋白构象表位或膜融合结构域诱导交叉保护免疫；三是发展广谱抗病毒药物，如靶向RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp）的莫诺拉韦和主蛋白酶（Mpro）抑制剂奈玛特韦；四是建立长期监测体系，通过“同一健康”理念整合野生动物、家畜和人类健康数据，实现早期预警。

本研究通过系统整合冠状病毒的演化与传播证据，为理解新发传染病的起源机制提供了框架。未来需加强跨学科协作，通过病毒监测、宿主适应性研究和公共卫生干预的结合，降低下一次冠状病毒疫情的风险。

原文信息

标题

Emergence of SARS and COVID-19 and preparedness for the next emerging disease X

作者

Ben Hu¹, Hua Guo¹, Haorui Si^1,2, Zhengli Shi¹

机构

1. CAS Key Laboratory of Special Pathogens and Biosafety, Wuhan Institute of Virology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China

2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

通讯作者

Zhengli Shi

引用这篇文章

Ben Hu, Hua Guo, Haorui Si, Zhengli Shi. Emergence of SARS and COVID-19 and preparedness for the next emerging disease X. Front. Med., 2024, 18(1): 1–18

https://doi.org/10.1007/s11684-024-1066-6

https://journal.hep.com.cn/fmd/EN/10.1007/s11684-024-1066-6

https://link.springer.com/article/10.1007/s11684-024-1066-6

感谢作者对Frontiers of Medicine的信任和支持。

期刊简介

Frontiers of Medicine是中国工程院院刊，由教育部主管，高等教育出版社、中国工程院与上海交通大学医学院附属瑞金医院共同主办。期刊聚焦医学前沿领域的学术进展，关注国际研究热点与中国优秀研究成果，主编为陈赛娟院士、张伯礼院士和王小凡院士。主要报道领域涵盖临床医学、基础医学、转化医学、流行病学、公共卫生、中医药学和人工智能医学等，刊载文章类型包括Research Article、Review、Perspective、Editorial、Case Report、Comment、Letter等。

期刊已被SCI、PubMed、Scopus、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库（CSCD）核心库、第三批临床医学领域高质量科技期刊分级目录T1级、化学文摘数据库（CAS）等权威数据库收录，在2025中国科学院文献情报中心期刊分区表医学大类中位列二区。

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