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Frank0917

木虫 (正式写手)

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[交流] 新冠病毒是怎么一步一步侵入细胞，完成自我复制的？

自2019年12月以来，2019年冠状病毒病（COVID-19）在全球迅速蔓延，造成一场威胁全球公共健康的大流行。COVID-19的病原体是一种新型的β冠状病毒，命名为SARS-CoV-2。
在全球范围内，COVID-19阳性病例的数量每天呈指数级增长，现在全世界科学家在做一场“竞赛”，一方面寻找一种有效的治疗方法，同时另一方面加紧开发疫苗作为未来的预防措施（还没看的点这里👉【综述】仅此一文，让你读懂新冠疫苗研发的前世今生）。

那么，什么是SARS-CoV-2？

冠状病毒是一种相对较大的囊膜，单股正链的RNA病毒（~30kb）。由于糖蛋白“尖刺”的装饰，它们的膜呈皇冠状外观[1]。特别注意的是，β-冠状病毒家族包括严重急性呼吸综合征（SARS）病毒（SARS-CoV）、中东呼吸综合征（MERS-CoV）病毒（MERS-CoV）和COVID-19病原体SARS-CoV-2[2，3]。
SARS-CoV-2基因组的5′端有2/3用于编码两种多聚蛋白pp1a和pp1ab，统称为复制酶。这些蛋白被两种必需的病毒蛋白酶，3C样蛋白酶（3CLpro）和木瓜蛋白酶（PLpro）切割成16种非结构蛋白，包括RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）。
与其它β冠状病毒一样，SARS-CoV-2的3′端1/3基因组，用于编码四种必需的结构蛋白和一组辅助蛋白，它们都能干扰宿主的固有免疫应答[4,5]。这些结构蛋白可以分为以下几类[6]：
Spike（S）糖蛋白：病毒结构的最主要部分，也是进入宿主细胞所必需的。小包膜（E）蛋白：仅少量存在，最有可能作为离子通道发挥作用，不是病毒复制所必需的，但却是致病所必需的。
膜/基质（M）蛋白：是病毒结构中最丰富的蛋白质，负责病毒膜的弯曲和与核衣壳的结合。
核衣壳蛋白（N）：与病毒RNA基因组结合，确保RNA保持“串珠状”构象。

SARS-CoV-2病毒感染周期详解👇
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/ ... y=1&wx_co=1
*需要原图的同学，后台私信管家妹
SARS-CoV-2感染周期
血管紧张素转换酶2（ACE2）是一种在肺、动脉、心脏、肾脏和肠中表达的细胞受体。ACE2与病毒蛋白结合，作为SARS-CoV-2进入人类宿主细胞的受体[7]。更具体地说，S蛋白被胞外蛋白酶切割成两个亚单位，S1和S2。
当S1与ACE2结合时，S2被宿主表面相关的跨膜蛋白酶丝氨酸2（TMPRSS2）进一步切割和激活[8]，进而导致宿主病毒膜融合，RNA基因组被释放到宿主细胞胞浆中。接下来会发生什么呢？
首先，宿主的翻译机制被劫持，用于翻译多聚蛋白和必需的病毒蛋白酶。多聚蛋白（pp1a和pp1ab）被3CLpro和PLpro切割成16个非结构效应蛋白，使它们与RNA依赖性的RNA聚合酶一起形成复制复合物，后者合成全长负RNA链模板[1，6]。
它被用来复制完整的RNA基因组，并生成病毒结构蛋白和辅助蛋白翻译所需的单个亚基因组mRNA模板。新合成的结构蛋白和辅助蛋白通过高尔基体从内质网运输，然后新的病毒离子聚集在萌芽的高尔基囊泡中[6]。最后，成熟的SARS-CoV-2病毒从宿主细胞释放到周围环境中，重复感染周期[2]。
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SARS-CoV-2抗原也被呈递到组织内的抗原呈递细胞（apc），如巨噬细胞，而apc又能产生一系列促炎细胞因子，包括IL-1、IL-4、IL-6、IL-8、MCSF、CXCL-10和TNF-α[2，9]。在某些情况下，这些细胞因子在宿主体内增殖增强、不平衡和破坏性的促炎反应。进而引发集体的炎症反应，严重情况下会发展为重症病情。

References
1. Liu, C. et al. 2020. Research and Development of Therapeutic Agents and Vaccines for COVID-19 and Related Human Coronavirus Diseases. ACS Central Science 6, 315-331.
2. Guo, Y.R. et al. 2020. The origin, transmission and clinical therapies on coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak - an update on the status. Mil Med Res 7, 11.
3. Yin, Y. & Wunderink, R.G. 2018. MERS, SARS and other coronaviruses as causes of pneumonia. Respirology 23, 130-137.
4. Cui, J. et al. 2019. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol 17, 181-192.
5. Zhu, N. et al. 2020. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N Engl J Med 382, 727-733.
6. Fehr, A.R. & Perlman, S. 2015. Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis. Methods Mol Biol 1282, 1-23.
7. Zhou, P. et al. 2020. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature 579, 270-273.
8. Hoffmann, M. et al. 2020. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor. Cell
9. Li, G. et al. 2020. Coronavirus infections and immune responses. J Med Virol 92, 424-432.

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