文章日期 : 2020年4月7日

冠狀病毒大解構 黐宿主受體入侵

【明報專訊】2003年SARS、2012年MERS(中東呼吸綜合症),今天的COVID-19,在過去十多年,冠狀病毒一次又一次帶來嚴重、致命的傳染病。其中新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)自去年尾在中國湖北省爆發以來,至今已蔓延超過200國家及地區,世界衛生組織在3月11日宣布「全球大流行」(pandemic)。

為何冠狀病毒接連對人類健康造成威脅?往後會否繼續有新的冠狀病毒出現?

香港大學微生物學系臨牀助理教授薛達指出,目前已知有7種與人類有關的冠狀病毒,其中4種較常見,會引起輕微上呼吸道感染,包括HCoV-229E、HCoV-NL63、HCoV-OC43、HCoV-HKU1,可引起流鼻水、喉嚨痛等徵狀;另外3種原為動物冠狀病毒,累積基因突變後入侵人體引致嚴重感染,並可「人傳人」,包括SARS、MERS、COVID-19。

「溫和派」與人類和平共處數百載

冠狀病毒與人類「和平」共處一段很長的時間,科學家推算,較溫和的HCoV-NL63和HCoV-229E,分別約在500至800年前和200年前出現。為何新品種的冠狀病毒如此兇猛?香港中文大學醫學院微生物學系臨牀助理教授、香港病理學專科學院委員賴貫之估計,現時常見的人類冠狀病毒,可能在幾百年前曾經大流行,引致嚴重疾病,只是當時未有診斷,而病毒亦慢慢變成現在與人類共存。

■外層:有一層包膜(envelope),包膜表面有3種結構蛋白:棘突蛋白(spike protein,下稱S-蛋白)、包膜蛋白(envelope protein)、膜蛋白(membrane protein)。少數冠狀病毒如HCoV-OC43及HCoV-HKU1,還含有血凝素酯酶(Hemagglutinin esterase)

■內層:含有RNA及核衣殼蛋白(nucleocapsid protein)。冠狀病毒屬於正向單鏈RNA病毒(positive-sense single-stranded RNA virus),比起DNA病毒更容易變異。

侵入人體4部曲

1. S-蛋白王冠黐出禍

一粒小小的冠狀病毒,究竟如何攻擊人體?答案在S-蛋白。賴貫之指出,在電子顯微鏡下,S-蛋白呈王冠模樣,「冠狀病毒」因而得名。S-蛋白會「黐住」宿主細胞受體,從而入侵人體。

2. 對應受體不同

每種冠狀病毒對應的受體都不盡相同,例如SARS及COVID-19,宿主受體為ACE2(血管緊張素轉化酶2/angiotensin-converting enzyme 2),MERS的受體是DPP4(二肽基肽酶4/dipeptidyl peptidase 4)。

3. 藉相應受體入侵

賴貫之將S-蛋白和受體比喻成八達通和八達通機,「有八達通都要有八達通機,才可上車!想搭的士用八達通,但原來沒有八達通機,司機會請你下車」。病毒要透過相應受體,才能進入人類或動物細胞。

4. 受體分佈影響病徵

以MERS為例,人類、蝙蝠、駱駝、豬和兔子都是MERS的潛在宿主,因為病毒的S-蛋白能識別及侵入宿主體內的DPP4;其中駱駝的DPP4主要分佈於鼻腔上皮細胞,人類的DPP4則集中在肺細胞(pneumocyte),因此人類感染MERS後,大多引起肺炎,少有上呼吸道病徵。至於新型冠狀病毒,ACE2受體亦多見於下呼吸道。

■專家意見

◆賴貫之(香港中文大學醫學院微生物學系臨牀助理教授、香港病理學專科學院委員)

◆薛達(Siddharth Sridhar)(香港大學微生物學系臨牀助理教授)

文:李祖怡

統籌:蔡永中

編輯:梁小玲

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