2020年35卷3期
About the Special Issue on SARS-CoV-2 and COVID-19
Issue Editor: Prof. Zheng-Li Shi, Ph.D., Wuhan Institute of Virology, Chinese Academy of Sciences
The ongoing outbreak of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) has become a global public health emergency. The causative pathogen of COVID-19, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), hits the humankind so sudden and brings tremendous challenges to the world. In combating against the COVID-19 pandemic, Virologica Sinica delicates this focused issue to timely present the latest scientific progress. Original reports on virus characterization, clinical features, inflammatory responses, infection models, detection methods, drugs and treatments, etc. are collectively included in the issue. The cover depicts the SARS-CoV-2 virus particle, surrounded by human blood cells.
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Old Weapon for New Enemy: Drug Repurposing for Treatment of Newly Emerging Viral Diseases
2020, 35(3): 253 doi: 10.1007/s12250-020-00204-7
收稿日期: 2020-01-29
录用日期: 2020-01-31
出版日期: 2020-02-11
In December 2019, a dozen of patients with unusual pneumonia were hospitalized in Wuhan in central China, and the causative agent was identified as a new type of coronavirus (Zhu et al. 2020; Huang et al. 2020). The new virus was temporarily named as 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by the World Health Organization (WHO). As of January 29, 2020, 7736 confirmed cases of 2019-nCoV infection with 170 deaths were reported in China, and additional 77 cases in other 16 countries (National Health Commission of the People's Republic of China 2020; WHO 2020c). Since the emerging viruses are previously unknown pathogens, there are no specific and effective drugs available. Therefore, there is an urgent need for antiviral treatment in fighting the emerging viral diseases. However, the development of antiviral drugs is time- and resource-consuming, and thus repurposing of existing drugs to treat emerging viral diseases represents one of efficient strategies for drug development.
补偿血管紧张素转化酶2(ACE2)可能帮助临床控制新型冠状病毒引发的急性肺损伤
2020, 35(3): 256 doi: 10.1007/s12250-020-00205-6
收稿日期: 2020-02-01
录用日期: 2020-02-03
出版日期: 2020-02-07
当前，2019新型冠状病毒(2019-nCoV)流行爆发正在造成巨大的社会和经济影响。血管紧张素转化酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE2)是SARS冠状病毒(the severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-Cov)进入细胞的功能受体。最近发现ACE2也是2019-nCoV的功能受体。早期的研究显示SARS冠状病毒感染会下调ACE2，进而影响其正常生理功能。在动物模型中，全部或部分恢复ACE2的功能可减轻病毒诱发的肺损伤。因此，理论上可针对ACE2作为治疗靶标，以应对2019-nCoV导致的严重肺损伤。特别是某些已经使用的临床药物，比如洛沙坦(losartan)可以阻断二型血管紧张素(Ang II)的一型受体，这类药物有望用来减轻病毒引发的严重肺损伤。
mRNA疫苗：可能成为抗击SARS-CoV-2的工具
2020, 35(3): 259 doi: 10.1007/s12250-020-00243-0
收稿日期: 2020-03-20
录用日期: 2020-05-18
出版日期: 2020-06-10
由于mRNA具有安全、开发周期短，还有具有免疫佐剂和诱导T细胞免疫应答的功能，因此mRNA疫苗成为近年来疫苗领域的研究热点之一。自从SARS-CoV-2基因组序列公布以后，世界上知名的mRNA疫苗公司迅速展开的SARS-CoV-2 mRNA疫苗的研究，截止2020年4月底已经有包括我国在内的至少10个SARS-CoV-2 mRNA疫苗的研究项目在进行。本文总结了mRNA疫苗的优点和缺点，正在进行的的SARS-CoV-2 mRNA疫苗的研究项目，以及SARS-CoV-2 mRNA疫苗的研究中可能遇到的困难和前景。
首个疾病X由一种“高传染性急性呼吸综合征冠状病毒”引起
2020, 35(3): 263 doi: 10.1007/s12250-020-00206-5
收稿日期: 2020-02-06
录用日期: 2020-02-09
出版日期: 2020-02-14
按照世界卫生组织(WHO)2018年公布的原则，2019底在武汉爆发的不明原因肺炎可被视为第一个X疾病(Disease X)，即一种由未知病原引起可造成局部或全球流行的新疾病。后来，中国科学家很快地发现“武汉不明原因肺炎”是由一个新型冠状病毒感染所致病。WHO将其临时命名为“2019新型冠状病毒(2019-nCoV)，但至今没有对这个传染病给出一个正式的学名。来自复旦大学基础医学院分子病毒学实验室的姜世勃教授和中国科学院武汉病毒研究所的石正丽研究员，在VS上撰文，建议将2019-nCoV改名为“传染性急性呼吸综合征冠状病毒，Transmissible acute respiratory syndrome coronavirus(TARS-CoV)”，与之前的SARS-CoV和MERS-CoV相对应。同时，论文还综述了针对棘突(S)蛋白中受体结合域(RBD)为靶点的中和抗体和疫苗，以及针对蛋白中HR1结构域的病毒融合抑制剂的研究进展，为新型冠状病毒肺炎的治疗和预防提供了研究思路和策略。
新型冠状病毒介导的炎症反应--从免疫机制到治疗策略
2020, 35(3): 266 doi: 10.1007/s12250-020-00207-4
收稿日期: 2020-02-14
录用日期: 2020-02-16
出版日期: 2020-03-03
对于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染造成的严重炎症反应和急性肺损伤，目前尚无有效治疗方法。鉴于SARS-CoV-2与SARS冠状病毒(SARS-CoV)的相似性，我们希望通过对SARS-CoV介导炎症反应机制的探讨，为SARS-CoV-2的临床治疗带来启示。我们认为可以通过抑制Fc受体(FcR)的活化来减少SARS-CoV-2诱导的炎症反应，但临床上目前尚无FcR特异性阻滞剂，因此在处理肺部急性炎症反应时，可以尝试应用免疫球蛋白来封闭Fc受体，避免进一步肺损伤的发生，这种治疗还可与全身性抗炎药物或皮质类固醇联合使用，该疗法的有效性仍需临床验证。
COVID-19的快速评估和预警模型
2020, 35(3): 272 doi: 10.1007/s12250-020-00219-0
收稿日期: 2020-03-08
录用日期: 2020-03-27
出版日期: 2020-04-01
人类已经经历了一场严重的公共卫生事件，由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒引起的新肺炎(COVID-19)，在中国已经导致3000多人死亡，其中大部分是老年人或潜在的慢性疾病或免疫抑制状态。快速评估和早期预警对于应对严重公共卫生事件的暴发分析至关重要。本文从微观和宏观两方面对现有的模型分析方法和结论进行了综述。建立综合评估模型，利用模型分析预测，对于传染病的预警是非常有效的，将大大提高全球监测能力，特别是在发展中地区，并改善传染病和分子流行病学方面的基本防控理念。
Conditionally Reprogrammed Human Normal Airway Epithelial Cells at ALI: A Physiological Model for Emerging Viruses
2020, 35(3): 280 doi: 10.1007/s12250-020-00244-z
收稿日期: 2020-04-16
录用日期: 2020-05-22
出版日期: 2020-06-17
Cancer cell lines have been used widely in cancer biology, and as biological or functional cell systems in many biomedical research fields. These cells are usually defective for many normal activities or functions due to significant genetic and epigenetic changes. Normal primary cell yields and viability from any original tissue specimens are usually relatively low or highly variable. These normal cells cease after a few passages or population doublings due to very limited proliferative capacity. Animal models (ferret, mouse, etc.) are often used to study virus-host interaction. However, viruses usually need to be adapted to the animals by several passages due to tropism restrictions including viral receptors and intracellular restrictions. Here we summarize applications of conditionally reprogrammed cells (CRCs), long-term cultures of normal airway epithelial cells from human nose to lung generated by conditional cell reprogramming (CR) technology, as an ex vivo model in studies of emerging viruses. CR allows to robustly propagate cells from non-invasive or minimally invasive specimens, for example, nasal or endobronchial brushing. This process is rapid (2 days) and conditional. The CRCs maintain their differentiation potential and lineage functions, and have been used for studies of adenovirus, rhinovirus, respiratory syncytial virus, influenza viruses, parvovirus, and SARS-CoV. The CRCs can be easily used for air-liquid interface (ALI) polarized 3D cultures, and these coupled CRC/ALI cultures mimic physiological conditions and are suitable for studies of viral entry including receptor binding and internalization, innate immune responses, viral replications, and drug discovery as an ex vivo model for emerging viruses.
A Comprehensive Review of Animal Models for Coronaviruses: SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-CoV
2020, 35(3): 290 doi: 10.1007/s12250-020-00252-z
收稿日期: 2020-04-25
录用日期: 2020-06-02
出版日期: 2020-06-30
The recent outbreak of coronavirus disease (COVID-19) caused by the novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has already affected a large population of the world. SARS-CoV-2 belongs to the same family of severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) and Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV). COVID-19 has a complex pathology involving severe acute respiratory infection, hyper-immune response, and coagulopathy. At present, there is no therapeutic drug or vaccine approved for the disease. There is an urgent need for an ideal animal model that can reflect clinical symptoms and underlying etiopathogenesis similar to COVID-19 patients which can be further used for evaluation of underlying mechanisms, potential vaccines, and therapeutic strategies. The current review provides a paramount insight into the available animal models of SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-CoV for the management of the diseases.
孕妇感染SARS-CoV-2的临床表现和实验室特征
2020, 35(3): 305 doi: 10.1007/s12250-020-00227-0
收稿日期: 2020-03-06
录用日期: 2020-04-10
出版日期: 2020-04-20
SARS-CoV-2（新型冠状病毒）大流行已经成为威胁全人类健康的严重公共卫生问题。妊娠是一个独特的生理过程：妊娠期间，为了更好地耐受胎儿的生长，孕妇免疫状态发生改变，激素水平也会明显升高；但在生产后，免疫状态和激素水平将发生急剧的波动。随着这些水平的变化，新冠感染孕妇在产前和产后临床表现、实验室特征以及影像学表现等方面有何改变尚不清楚。本研究中，我们回顾性地分析了8例新冠感染孕妇病例产前和产后的临床表现、实验室特征以及影像学表现。结果表明，一些产前无明显症状的孕妇在产后出现新冠感染相关症状，其实验室检测指标也发生改变：如白细胞计数增加、淋巴细胞计数降低、血清中C反应蛋白的水平高于无新冠感染孕妇的水平。因此，对于孕晚期的新冠感染，有必要密切关注患者的白细胞计数、淋巴细胞计数以及C反应蛋白等实验室参数指标，同时结合胸部CT表现等来进行及时的诊断和治疗。
长期培养的人肾近端小管上皮细胞保持谱系功能可作为冠状病毒感染所致肾损伤的Ex vivo模型
2020, 35(3): 311 doi: 10.1007/s12250-020-00253-y
收稿日期: 2020-03-26
录用日期: 2020-06-09
出版日期: 2020-06-29
目前，新型冠状病毒感染导致的严重多器官衰竭的机制尚不清楚。急性肾损伤（AKI）是COVID-19重症患者常见的器官损伤之一。已有研究表明，人肾小管细胞可能是SARS-CoV-2感染的潜在宿主细胞。传统的肿瘤细胞系或永生化细胞系的遗传背景和表型与人体宿主细胞不同。广泛使用的动物研究模型，由于种属和病毒嗜性的差异性，通常无法反映人体真实的生理和病理状态。目前急需建立人正常上皮细胞作为人体疾病研究模型。本研究中，我们利用条件重编程（Conditional Reprogramming，CR）和类器官(Organoids)技术,在2D和3D水平成功建立了人肾近端小管上皮细胞（KPTECs）的长期培养体系。这些细胞具有正常的分化和修复DNA损伤的能力，并且没有成瘤性。重要的是，人肾近端小管上皮细胞（KPTECs）保持自身谱系功能，表达特异性转运蛋白（SLC34A3和cubilin）。KPTECs同时还表达血管紧张素转换酶Ⅱ（ACE2），ACE2是SARS-CoV和SARS-CoV-2的受体。相对应地，肿瘤细胞系并不表达内源性SLC34A3，cubicin和ACE2。非常有趣的是，在类器官3D培养条件下ACE2表达量是2D培养时的两倍。利用荧光素酶报告假病毒感染实验表明，冠状病毒的刺突糖蛋白（S蛋白）能够感染进入KPTECs细胞。综上所述，整合2D CRC和3D类器官培养提供了一种生理状态的Ex vivo模型，可用于研究肾脏功能、病毒感染肾细胞的天然免疫反应，也是一个进行新药发现和安全性评价的新平台。
新型冠状病毒非结构蛋白nsp13具有NTPase活性和RNA解旋酶活性且该活性能被含铋复合物抑制
2020, 35(3): 321 doi: 10.1007/s12250-020-00242-1
收稿日期: 2020-05-07
录用日期: 2020-05-19
出版日期: 2020-06-04
SARS-coronavirus-2（SARS-CoV-2）是冠状病毒科（Coronaviridae）中一种正链RNA病毒。对于RNA病毒来说，病毒编码的RNA解旋酶通过促进病毒RNA的正确折叠和复制，在病毒的生命周期中发挥着重要作用。在本研究中，我们发现SARS-CoV-2编码的非结构蛋白nsp13具有核苷三磷酸水解酶（NTPase）和RNA解旋酶活性，nsp13可以水解所有类型的NTPs，并以依赖NTP的方式解旋双链RNA。此外，我们发现某些含铋复合物能以剂量依赖的方式有效抑制SARS-CoV-2 nsp13的NTPase和RNA解旋活性。综上，我们的研究证明了SARS-CoV-2 nsp13具有NTPase和解旋酶活性，其在SARS-CoV-2的复制中起重要作用，并可能作为抗病毒药物的潜在靶点。
武汉市一对夫妻新型冠状病毒性肺炎病案报道
2020, 35(3): 330 doi: 10.1007/s12250-020-00203-8
收稿日期: 2020-01-25
录用日期: 2020-01-28
出版日期: 2020-02-07
截止2020年1月20日，新型冠状病毒（2019-nCoV）感染已导致武汉市100多人死亡(WMHC, 2020)。根据我院近期收治肺炎病人的回溯性研究，我们发现有两例病人很可能是新型冠状病毒感染。经过合理治疗，两位患者已于住院两周后出院。在此，我们分享了患者的临床特征和治疗方案，希望对病人治疗和疫情控制有所帮助。
对新型冠状病毒（2019-nCoV）刺突蛋白中的一个与病毒传播力相关的特殊蛋白酶切割位点的预测
2020, 35(3): 337 doi: 10.1007/s12250-020-00212-7
收稿日期: 2020-02-15
录用日期: 2020-03-06
出版日期: 2020-03-20
新型冠状病毒2019-nCoV是当前2019冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情的病原体。与其他已知的人类冠状病毒相比，2019-nCoV展现出更强的传播力。病毒刺突蛋白介导了冠状病毒与宿主受体的识别与内化，决定了病毒的嗜性与传播力。我们通过蛋白序列分析发现了2019-nCoV的刺突蛋白中有一个特殊的furin蛋白酶切割位点，这一位点可能可以用来解释2019-nCoV的传播力和致病力。
免疫SARS假病毒的小鼠血清不能够有效中和2019-nCoV的感染
2020, 35(3): 340 doi: 10.1007/s12250-020-00214-5
收稿日期: 2020-02-22
录用日期: 2020-03-14
出版日期: 2020-03-31
新型冠状病毒2019-nCoV最近在中国武汉引起了大规模的肺炎流行, 给全球人类健康造成了严重威胁, 因此急需开发相关的预防和治疗措施。本文发现高滴度抗SARS的小鼠血清不能够有效的中和2019-nCoV的感染。我们通过将SARS冠状病毒的假病毒免疫小鼠后, 发现免疫SARS假病毒的小鼠血清可以高效的中和SARS假病毒以及类SARS假病毒的感染, 但在低稀释度下却不能发挥中和2019-nCoV的作用。这暗示利用抗SARS冠状病毒的抗体去治疗2019-nCoV的感染可能不能起到有效的作用, 以及曾经感染过SARS冠状病毒的人可能不能够有效抵制2019-nCoV的感染。
一种检测SARS-CoV2的逆转录-环介导等温扩增新方法
2020, 35(3): 344 doi: 10.1007/s12250-020-00218-1
收稿日期: 2020-02-19
录用日期: 2020-03-22
出版日期: 2020-04-01
早期诊断和及时干预对于阻止新冠状病毒（SARS-CoV-2）的传播是极为关键的。采用错配耐受的环介导等温扩增技术，我们建立了一种简单、快速、敏感且肉眼可视的检测SARS-CoV-2的逆转录环介导等温扩增新方法。 该方法显示了高的特异性和灵敏性。临床样品评估显示，该方法获得了与商业化的RT-qPCR试剂盒完全一致的SARS-CoV-2检查结果。因此，该方法适于基层卫生单位和社区医院等缺乏良好仪器装备和专业人员的单位开展SARS-CoV-2的核酸检测。
SARS-CoV-2的分离和在Vero细胞中的生长特性
2020, 35(3): 348 doi: 10.1007/s12250-020-00241-2
收稿日期: 2020-04-01
录用日期: 2020-05-19
出版日期: 2020-06-19
新型冠状病毒病（COVID-19）于2019年12月上旬在中国武汉爆发, 并迅速在全球流行开来。目前迫切需要了解SARS-CoV-2的生物学特性。本研究中, 我们报告了七株SARS-CoV-2的分离及体外生长特征。结果显示, 七株病毒与已发表的病毒序列有99%的序列一致性。此外, 所有病毒在Vero细胞中生长良好, 并且其中一株病毒在Vero细胞中短暂传代后发生了缺失突变。本研究将有助于理解SARS-CoV-2的体外特性。
一种基于DNA核酸适配体的SRAS-CoV-2核衣壳蛋白检测方法
2020, 35(3): 351 doi: 10.1007/s12250-020-00236-z
收稿日期: 2020-04-16
录用日期: 2020-04-30
出版日期: 2020-05-25
新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的人类疾病COVID-19正在全世界范围内大流行。感染人群的快速检测和隔离治疗，是控制疾病的关键。目前病毒的诊断主要是基于核酸和抗体的检测方法。根据2003年SARS疾病流行期间的经验，SARS-CoV的核衣壳蛋白（Nucleocapsid（N）protein）是病毒感染的一个早期诊断指标。本文基于SARS-CoV-2和SARS-CoV的N蛋白的高度同源性，利用针对SARS-CoV N蛋白的DNA单链核酸适配体，设计了一系列识别SARS-CoV-2的核酸适配体。这些核酸适配体能够特异性的识别SARS-CoV-2 N蛋白，并能检测到稀释于人血清中的重组N蛋白。N蛋白的核酸适配体还可以在蛋白印迹实验中特异性检测到SARS-CoV-2 N蛋白，与抗N蛋白抗体具有类似的灵敏度。因此，本论文中设计的DNA核酸适配体可以用于SARS-CoV-2 N蛋白的快速检测。
蚊虫细胞感染及武汉地区蚊虫媒介携带新冠病毒的风险研究
2020, 35(3): 355 doi: 10.1007/s12250-020-00251-0
收稿日期: 2020-05-10
录用日期: 2020-06-08
出版日期: 2020-06-29
随着新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的迅速传播和全球大流行以及夏季的到来，人们非常关注蚊虫是否可以携带或传播新型冠状病毒。本研究通过体外实验研究SARS-CoV-2对白纹伊蚊和埃及伊蚊来源的细胞的感染力，并开展野外采集的蚊虫中新冠病毒的核酸检测。结果表明SARS-CoV-2不能在伊蚊来源的细胞中复制增殖，此外，在2020年4到5月采集于武汉不同地区的库蚊和按蚊中均未检测到SARS-CoV-2核酸。表明蚊虫携带和传播新冠病毒的可能性极低。
新型冠状病毒基因组中小干扰RNA靶位点预测
2020, 35(3): 359 doi: 10.1007/s12250-020-00221-6
收稿日期: 2020-03-06
录用日期: 2020-04-03
出版日期: 2020-04-15
严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)已在世界范围爆发与流行, 但目前仍缺乏有效的疫苗及治疗药物。因此迫切需要寻找一种预防或治疗SARS-CoV-2的疫苗和药物。本研究采用生物信息学方法, 通过分析SARS-CoV-2基因组(MN908947)的二级结构, 获得了病毒基因组中长度在21~25nt可作为小干扰RNA的潜在靶点。进一步分析表明这些靶点在不同冠状病毒毒株中具有很强的保守性。希望本研究结果能够有助于治疗SARS-CoV-2的药物开发。
39卷第1期 (2024年2月)
ISSN 1674-0769
EISSN 1995-820X
CN 42-1760/Q
主编: 石正丽
影响因子: 5.5*
*源于2022年JCR
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