病原学
4月16日,世界卫生组织正式宣布SARS的病原体是一种新的冠状病毒,并正式命名为SARS病毒。SARS病毒为正链的单链RNA病毒,复制不经过DNA中间体,使用标准密码子。在分类学上的地位是:ssRNA positive-strand viruses, no DNA stage; Nidovirales; Coronaviridae; Coronavirus; SARS coronavirus
左图为SARS病毒的电镜照片,中图反映了与其他冠状病毒物种之间的关系,右图为病毒颗粒模式图。
冠状病毒,是一种ssRNA(+)病毒,在电镜下,病毒颗粒呈不规则形,直径约为60~220nm,有包膜,其表面有梅花形的膜粒,状如皇冠,故称为冠状病毒(coronavirus)。颗粒中心在负染电镜下呈不定形态,核壳体呈疏松状态。
包膜上有两种糖蛋白:S蛋白:刺突糖蛋白,是主要的抗原,与受体结合,使细胞融合。M蛋白:跨膜,参与包膜形成。在一些亚类中,还有第三种糖蛋白,HE——红细胞凝集素酯酶。基因组RNA与碱性磷酸蛋白N结合。
人冠状病毒分别属于OC43和229E两个抗原型,它是引起人类上呼吸道感染的病原,常引起成人的普通感冒。儿童的冠状病毒感染并不常见。
基因组学
NCBI的GenBank已发布两条完整的SARS病毒基因组,NC_004718(29736bp), AY278554(29206bp)-SARS coronavirus CUHK-W1。(发布日期均为4月18日)
序列分析推测得到的SARS病毒的基因组编码产物图
目前美国(CDC,USA)和加拿大(BCCA Genome Sciences Centre, British Columbia Centre for Disease Control and National Microbiology Laboratory Canada)的实验室完成SARS病毒的基因组测序。比较二者已经公开的病毒全基因组序列,发现有很小的差异。美国Urbani株长度为29,727 nt,其5?端多出一段TTATTAGGTTTTTAC(15nt);加拿大病毒株长度为29,736nt,其3?端多出24个A。相对于Urbani株,加拿大病毒株其他位置的差别依次为: 7919(T→C),16622(T→G),19064(G→A),19183(C→T),20596(A→G),20910(G→T),23220(T→G),24872(C→T),26857(C→T)。
除了这些差别,SARS病毒基因组与其他冠状病毒的结构相似。初步的基因组注释在NCBI完成,预测得到的主要蛋白质有RNA聚合酶蛋白(聚合酶1a, 1b),S蛋白(spike protein),E蛋白(small membrane protein),N蛋白(nucleocapsid protein)等。使用Clustalx 1.82,用 neighbor-joining tree方法构建的冠状病毒的进化关系树如下:M蛋白,N蛋白,S蛋白.(来源:biosino.org)
病理学
冠状病毒感染细胞和生活史。
诊断学
多个国家的研究人员正在开发快速和精确的实验室检测SARS, 但是这些检测还没有充分显示是可靠的,SARS诊断仍然依赖于非典型肺炎的临床体征。
当前采用的方法(仍在发展中),样品处理须在3级生物安全的条件下进行,病毒培养和动物试验需要在3+级的条件下进行:
1、抗体检测:ELISA检测SARS病人血清中的抗体,在首次发现症状21天后比较可靠。
免疫荧光检测法,在疾病开始10天后就能检测血清中的抗体。该种方法需要固定SARS病毒,免疫荧光显微镜和有经验的技术人员。抗体检测阳性表示该病人感染了SARS病毒。
2、分子检测,包括RT-PCR来检测特异的SARS病毒的RNA片段.这种方法可以检测自发热开始后10天内的SARS病人,但是毒血症和病毒脱落期是不确定的,因此对于在疾病的后期进行检测可能给出阴性结果。目前WHO网站提供了7对引物(4月17日发布)。该方法敏感性较差,阴性结果不能排除SARS感染。
3、细胞培养:利用VERO 细胞来检测SARS病人的呼吸道分泌物和血液样品,阳性结果表示SARS病人感染了冠状病毒,阴性结果不表明病人不是SARS。