新冠病毒比非典更容易传染吗？可以从这个角度来讨论

编者按

2019 新型冠状病毒蔓延，相关研究也迅速出炉[1]。1 月 21 日，科学家发表了新型冠状病毒的蛋白模型[2]——这些数据说明了什么？2019 新冠病毒与非典病毒有何异同？

本文作者来自英国帝国理工学院，博士生期间的课题同样围绕于病毒蛋白模型，且所用技术与这次研究相同。对于这次的研究数据，她提出了自己的解读（以下仅代表作者个人观点）。

2019 新型冠状病毒（2019-nCov），与之前的非典病毒（SARS）、中东呼吸综合症冠状病毒（MERS）都属于冠状病毒。目前，已知能够感染人类的冠状病毒有 7 种，上述 3 种可以引起致命的呼吸系统疾病，剩下的 4 种则是人类感冒的常见病原体。

一、什么是冠状病毒？

冠状病毒是一类 RNA 病毒的总称，这类病毒的遗传物质为 RNA。之所以叫做“冠状病毒”，是因为在电子显微镜下，病毒边缘上的突起——刺突蛋白(S)看上去就像皇冠一样。

（冠状病毒的结构：刺突蛋白(S)与HE蛋白是进攻武器，帮助病毒进入人体细胞；膜是防御武器，帮助病毒存活更久；核壳蛋白(N)是辅助武器，帮助病毒有效复制；RNA基因组则是病毒的真身 | 参考资料[3]）

这个“刺”，是病毒进入人体细胞强有力的武器，它可以跟人体细胞表面一种叫做ACE2的受体结合，病毒借机进入到细胞中去——简单来说，ACE2 受体是锁，刺突蛋白(S)是钥匙；通过这把可以匹配的钥匙，病毒才能够进入细胞。病毒进入了细胞之后，就会现出 RNA 病毒的真身。RNA病毒自己生不出小病毒，但它可以让宿主细胞像一个工厂一样，按照病毒 RNA 遗传信息的指示，源源不断地复制出更多的新病毒。

上面所说的受体 ACE2，叫做血管紧张素转化酶，广泛存在于人体各组织，但在肺毛细血管中的活性最高。所以，身体的各个组织都有可能先被病毒感染，但绝大部分初期症状都体现在呼吸系统。

如果能够成功截断“开锁”的过程，从理论上来说，就能有效地将一大波病毒拒于细胞的门外，让它们从一开始就不能感染我们。因此，这把钥匙——刺突蛋白(S)是很多学者研究的方向，也是抗击冠状病毒的方案之一。

新型冠状病毒和非典病毒都有自己的刺突蛋白(S)，这两个蛋白有些相似，却又不完全一样。最近发表的这篇论文[2]，比较了两个病毒的刺突蛋白(S)，概括来说有以下三点：

1）从氨基酸序列来说，新型冠状病毒跟非典病毒有76.47% 的相似率。

2）从 3D 空间来说，模拟出来的新型冠状病毒跟非典病毒的3D 结构非常相似。

3）从与人类受体结合的能力来说，非典病毒更容易与人类受体结合。

二、这些数据是什么意思？

1、氨基酸序列

根据论文公布的数据，新型冠状病毒与非典病毒，在氨基酸序列上有 76.47% 的相似率。

个人觉得，对于不同蛋白来说，76.47% 的相似率还是比较高的。比如，我研究的艾滋病毒辅助蛋白 Vpu，单链一共只有 81 个氨基酸，在不同的蛋白亚型里，也会有十来个不同的氨基酸。以 MERS 为例，MERS 的刺突蛋白(S) 有 1353 个氨基酸，可变几率也会更大。而不同的蛋白质，区别可能也会更大。

但重点是，氨基酸变了，不一定会影响蛋白质的整体功能。这就好比，做菜的时候要放白砂糖，但如果不小心放成了冰糖，也许口感有那么一点区别，但反正都是甜的；当然，如果放成了盐，那区别就大了——氨基酸链也是如此，氨基酸的改变，可能是白砂糖和冰糖的区别，也可能是糖和盐的区别。

相比之下，氨基酸排列引起了可能的结构变化，继而导致了功能变化，后两者才是我们更看重的。

（蛋白质的一级结构是一串氨基酸 | National Human Genome Research Institute）

2、3D 空间结构

关于论文里讨论的 3D 结构，可以简单理解为，模拟出来的这两个刺突蛋白(S)，在空间距离上的差异有多少米，也就是它们的空间结构有多相似。结果发现，它们差了 1.45Å，也就是 0.000000000145 米。你没看错，1 Å =1^-10 米。再考虑到这个刺突蛋白(S) 的普遍长宽，一般为长