新冠肺炎专题
Featured COVID -19
SARS-CoV -2、SARS-CoV -1及MERS-CoV 的特征比较分析
于海江1于洋洋1于栋2崔歌3吴琦4*
1佳木斯大学附属第二医院，佳木斯,154004;2昆明医科大学附属延安医院，昆明,650000;3昆明医科大学基础医学院，昆明,650000;4昆明医科大学第一附属医院，昆明,650000*通信作者,*****************
摘要目前已知的可以感染人的冠状病毒有7种，分别是HCoV -229E 、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-
HKU1、SARS-CoV -1、MERS-CoV 以及2019新型冠状病毒(SARS-CoV -2)，其中后面的三种病毒都能引发重症急性呼吸综合征，但是各具有不同的特征。非典(SARS)的病原与2019冠状病毒病(COVID -19)的病原同属于冠状病毒科(Coronaviridae)、β冠状病毒属(β-Coronavirus)的B ，受体均为ACE2，但属于两个分型，同属β冠状病毒属(β-Coronavirus)的MERS-CoV 则属于C ，其受体为CD26(DPP4)。本研究以对同属冠状病毒的三种引发人类严重呼吸综合症的病毒进行系统的比较分析，以期为防控、诊断和提供理论依据。
关键词
SARS 冠状病毒1，中东呼吸综合征冠状病毒,SARS 冠状病毒2，非典型肺炎，中东呼吸综合征,
2019新冠病毒肺炎
怎样关闭防火墙Comparative Analysis of the Characteristics of SARS-CoV -2、
SARS-CoV -1and MERS-CoV
Yu Haijiang 1Yu Yangyang 1Yu Dong 2Cui Ge 3Wu Qi 4*
1The Second Affiliated Hospital of Jiamusi University,Jiamusi,154004;2Yan'an Hospital Affiliated to Kunming Medical University,Kunming 650000;3School of Basic Medicine,Kunming Medical University,Kunming,650000;4The First Affiliated Hospital of Kunming Medical University,Kunming,650000
*Corresponding author,*****************DOI:10.13417/j.gab.039.004400
Abstract There are 7novel coronavirus known to infect humans,namely,HCoV -229E,HCoV-OC43,H
CoV-NL63,HCoV-HKU1,SARS-CoV -1,MERS-CoV and 2019new coronavirus (SARS-CoV -2),among which three viruses can cause severe acute respiratory syndrome,but they have different characteristics.The pathogen of SARS and tCOVID -19belong to group B of coronaviridae and β-coronavirus,and their receptors are ACE2,but they belong to two subtypes.MERS-CoV belonging to the same genus of β-coronavirus belongs to group C,and its receptor is CD26(DPP4).Above three kinds of coronavirus causing human severe respiratory syndrome were compared and analyzed systematically in order to provide theoretical basis for prevention and control,diagnosis and treatment.Keywords
SARS-CoV -1,MERS-CoV,SARS-CoV -2,SARS,MERS,COVID -19
引用格式：Yu H.J.,Yu Y.Y.,Yu D.,Cui G.,and Wu Q.,2020,Comparative analysis of the characteristics of SARS-CoV -2,SARS-CoV -1and MERS-CoV,Jiyinzuxue Yu Yingyong Shengwuxue (Genomics and Applied Biology),39(9):4400-4404(于海江，于洋洋，于栋，崔歌，吴琦,2020,SARS-CoV -2,SARS-CoV -1及MERS-CoV 的特征比较分析，基因组学与应用生物学,39(9):4400-4404)
世界上第一个冠状病毒(Coronavirus)是1937年从一只病鸡上分离出来的，病毒颗粒的直径60~200nm ，平均直径为100nm 左右，病毒颗粒呈球形或椭圆形，具有多形性。病毒有包膜，包膜上存在棘突，整个病毒像日冕或皇冠并因此而得名，不同的冠状病毒
基因组学与应用生物学，2020年，第39卷，第9期，第4400-4404页
的棘突有明显的差异。冠状病毒的基因组为线性单股
正链的RNA 病毒，是自然界广泛存在的一大类病毒。
冠状病毒在系统分类上属套式病毒目(Nidovi-rales)冠状病毒科(Coronaviridae)冠状病毒属(Coron-avirus)。基因组5'端具有甲基化的帽状结构，3'端具
有poly (A)尾，基因组全长约27~32kb ，是目前已知RNA 病毒中基因组最大的病毒。冠状病毒仅感染脊椎动物，
如人、鼠、猪、猫、犬、狼、鸡、牛、禽类，是自然界广泛存在的一大类病毒。
目前已知的可以感染人的冠状病毒有7种，分别是HCoV -229E 、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1、SARS-CoV -1(引发重症急性呼吸综合征)、MERS-CoV (引发中东呼吸综合征)以及2019新型冠状病毒(SARS-CoV -2)，这种引发新型冠状病毒肺炎(COVID -19)的病毒是第7种可感染人类的冠状病毒。
引发人类严重呼吸综合症并导致全球流行的冠状病毒在过去的不到20年间，前后发生了三次，分别是
2003年冬到2003年肆虐全球的非典病毒(SARS-CoV -1)、2012年的引发中东呼吸综合征病毒(MERS-CoV)和目前还在全球流行中的新冠病毒(SARS-CoV -2)，这三种病毒同属冠状病毒，但是各具有不同的特征。本研究以对同属冠状病毒的三种引发人类严重呼吸综合症的病毒进行系统的比较分析，
以期为防控、诊断和提供理论依据。1引起呼吸综合症的三种病原
1.1非典型肺炎(SARS)病原
非典型肺炎(SARS)，即中国大陆众所周知的“非典”，是由严重急性呼吸道综合征冠状病毒(Severe a-cute respiratory syndrome coronavirus 1)，简称SARS 冠状病毒1(SARS-CoV -1)或SARS 病毒感染引起的高度传染性肺炎。SARS 病毒是冠状病毒科乙型冠状病毒属严重急性呼吸道综合征相关冠状病毒种的一
个分型，可引发严重急性呼吸道综合征(SARS)。2003年4月16日，世界卫生组织发布新闻稿，确认SARS 冠状病毒(SARS-CoV -1)是SARS 的病原体。1.2中东呼吸综合征(MERS)病原
中东呼吸综合征(middle east respiratory syndrome,MERS)是一种由中东呼吸综合征冠状病毒(middle east respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)所引起的新型人畜共患的呼吸系统传染病。MERS 病毒是一种β属C 亚冠状病毒，该疾病在2012年9月中东地区首次爆发因此而冠名。
中东冠状病毒(MERS)和严重急性呼吸道综合征冠状病毒(SARS)同隶属于冠状病毒家族；前者所导致的人类病死率比后者更高，但传染性较低。
SARS-CoV -2、SARS-CoV -1及MERS-CoV 的特征比较分析1.3新冠病毒肺炎(COVID -19)病原
2019新冠病毒肺炎(2019Coronavirus Disease,COVID -19)是由严重急性呼吸道综合征冠状病毒2型
工作总结结尾范文(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，简称
SARS-CoV -2)引起的高度传染性疾病(Li,2020;Li and Zhong,2020;Mason,2020)，统计至2020年4月27日为止，病例数为SARS 的370倍，病逝人数为SARS 的268倍。2020年1月25日，国际知名期刊《新英格兰医学杂志》发表中国团队关于新型冠状病毒研究论文
称，通过对新型肺炎患者的样本进行全基因组测序发现了一种从未见过的乙型冠状病毒属病毒，它成为可以感染人类的冠状病毒科中的第7个成员。2019冠状病毒病(COVID -19)与非典(SARS)有很多相似的临床病症，但前者的病原体被认为是严重急性呼吸道综合征相关冠状病毒的另一个分型，称为严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(SARS-CoV -2)。尽管SARS 冠状病毒(SARS-CoV)和SARS-CoV -2被分类为同一个物种，但SARS-CoV -2不是SARS 冠状病毒的直接后代，而是分别传播给人类的。
2三种呼吸综合症的症状及致死性
2.1非典(SARS)的症状及致死性
非典(SARS)通常以肌肉疼痛、头痛和发烧等全身症状为特征，并于2~14d 内出现咳嗽、呼吸困难和肺炎等呼吸道症状(Chan and Xu,2003)。SARS 患者血液中循环的淋巴细胞数量也常常会减少(Yang et al.,2004)。截至2003年8月16日，中国内地累计报告非典型肺炎临床诊断病例5327例，治愈出院4959例，死
亡349例(另有19例死于其它疾病，未列入非典病例
死亡人数中)。2003年的SARS 事件中，SARS 冠状病毒感染的确诊患者中有9%死亡(S 覬rensen et al.,2006)。60岁以上人死亡率更高，接近50%(S 覬rensen et al.,
2006)。中国香港：1755例，死亡300人；：665例，死亡180人；加拿大：251例，死亡41人；新加坡：238例，死亡33人；越南：63例，死亡5人。
自2002年在中国广东发生，并扩散至东南亚乃至全球，直至2003年中期疫情才被逐渐消灭的一次全球性传染病疫潮。
2.2中东呼吸综合征(MERS)的症状及致死性
中东呼吸综合征患者常见的症状为发热、咳嗽、
4401
基因组学与应用生物学
喉咙痛或胸痛、腹泻或呕吐(Judith et al.,2014)。从2012年9月至2013年5月14日，世界卫生组织(WHO)已经确认的患者有38例。2012年9月被确认起，截至2014年4月15日已致死92人。
目前，MERS已在25个国家发现，主要流行国为沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、约旦、卡塔尔、伊朗等中东(西亚)地区和东亚的韩国。全球病例数截至2015年6月20日为止，已有1342名患者，其中有513人死亡。
在2015年5月，韩国首尔出现首例移入病例。由于该国卫生单位对此疾病不熟悉，至6月，在韩国遭到感染的患者数已经超过百例。特别引起注意的是，依照病史，少数被感染者和患者处于同一病房的时间，仅有5min到数小时即受到病毒感染，显示出高度传播力，此一现象引起世界卫生组织关注。
2.3新冠肺炎(COVID-19)的症状及致死性
新型冠状病毒肺炎以发热、干咳、乏力等为主要表现，少数患者伴有鼻塞、流涕、腹泻等上呼吸道和消化道症状。重症病例多在1周后出现呼吸困难，严重者快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍及多器官功能衰竭等。
2019年12月以来，湖北省武汉市部分医院陆续发现了多例有华南海鲜市场暴露史的不明原因肺炎病例，现已证实为2019新型冠状病毒感染引起的急性呼吸道传染病。2020年2月11日，世界卫生组织总干事谭德塞在瑞士日内瓦宣布，将新型冠状病毒感染的肺炎命名为“COVID-19”。2020年3月11日，世界卫生组织总干事谭德塞宣布，根据评估，世卫组织认为当前新冠肺炎疫情可被称为全球大流行(Pan-demic)(Burke and Fang,2020;Luo and Mason,2020)。最新研究成果揭示新冠病毒的传播特征：高传染性和高隐蔽性。全球整体致死率约介于0.7%~5.8%左右，中国大陆的总临床致死率平均为0.66%。多数致死案例与其共病密切相关，年龄越高的染病致死率也越高，男性患者的致死率高于女性患者。
3三种呼吸综合症的病原宿主
3.1非典(SARS)病原的宿主
在2003年“非典”发生初期，香港大学的研究团队认定果子狸为严重急性呼吸道综合征相关冠状病毒(SARSr-CoV-1)的天然宿主。但是，到了2006年，研究者发现蝙蝠身上同样携带SARS相关冠状病毒(SARSr-CoV)，但同源性相比果子狸为低。2013年，研究人员已经倾向于中华菊头蝠为SARS相关病毒(SARSr-CoV)的天然宿主，果子狸被认为是传染到人的过程中的中间宿主，并进一步认为传播到人并不需要通过果子狸等中间宿主。
2014年2月，徐德忠等发表于《医学争鸣》上论文指出，中华菊头蝠为非典样病毒(SARS-like-CoV)而
非非典病毒(SARS-CoV)的贮存宿主，即中华菊头蝠为SARS样冠状病毒(SARS-like-CoV)的贮存宿主。
2017年，武汉病毒研究所石正丽研究员的科研团队在云南省某洞穴内发现了的菊头蝠种中含有SARS相关病毒的全部基因组组分，进一步证实了上述论点。
迄今为止，关于SARS病毒的宿主的初步结论是，SARS病毒越过了物种屏障，SARS冠状病毒很可能起源于蝙蝠，并直接传播给人类，或通过其他动物传播给人类。可能从果子狸传播到人类，鼬獾、貉和家猫也被发现是SARS病毒的宿主。蝙蝠未显示任何明显的疾病迹象，但可能是SARS类似冠状病毒的天然宿主。2006年底，研究者建立了鼠类和人类中出现的SARS冠状病毒之间的遗传联系，并认为SARS已完成跨物种跳跃。
3.2中东呼吸综合征(MERS)病原的宿主
冠状病毒的传播途径与其他呼吸道感染例相似，如流感。至今，MERS的传播途径仍争议，可能通过接触动物、环境或确诊病人而受感染；美国国家过敏症和传染病研究所和沙特国王大学的研究报道认为病毒来源于骆驼。该研究在310头单峰骆驼的身上评估MERS的发病率，揭示出MERS冠状病毒中和抗体在这些动物的血清中的力价高(Hemida et al., 2013)。据报一名沙特男子给几头生病骆驼的鼻子敷药后七天发病，后来他和一只骆驼都被发现带有相同的MERS冠状病毒毒株。现在尚未明确病毒从骆
驼传播给人类的方法(Azhar et al.,2014)。病毒学家Ron Fouchier则推测这种病毒可能源自于蝙蝠。
多数的病例都是和单峰骆驼有亲密接触而受到感染，受到MERS-CoV感染的骆驼可能不会有症状，但口鼻和脸的分泌物、奶及尿液之中仍会出现病毒颗粒(Judith et al.,2014)。因此，世界卫生组织建议不要食用未经烹煮的骆驼肉、奶及尿液。
从MERS疫情观察分析，MERS的传染力似乎较SARS更低，其原因是因为相较起SARS，MERS 病毒在上呼吸道的量较少。若MERS患者同时罹患
4402
SARS-CoV-2、SARS-CoV-1及MERS-CoV的特征比较分析
糖尿病、肾脏疾病、肥胖症、心脏病、肺脏疾病或免疫力较差者，则会有较高的致死风险(Judith et al.,2014)。
人与人之间的传染途径尚未完全证实，但目前推测可能是以飞沫传染为主(Judith et al.,2014)。世界卫生组织建议避免接触骆驼，只吃全熟的骆驼肉，饮用巴氏法消毒过的骆驼奶，避免饮用骆驼尿。沙特农业部建议人们避免接触骆驼，或是在接触时佩戴呼吸面罩。
3.3型冠状病毒肺炎(Covid-19)病原的宿主
新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的自然宿主或中间宿主以及由SARS-CoV-2病毒引起的新型冠状病毒肺炎(Covid-19)的原发疫源地在公众和学术界一直争论不休，迄今仍然没有科学的定论。目前发现的新冠病毒自然宿主最有可能是中华菊头蝠，中间宿主可能是蛇、穿山甲、龟类；中国工程院院士钟南山表示：新冠病毒是怎么来的，目前还是不清楚，中间宿主我不相信只有穿山甲，应该还有别的。湖北医药学院附属人民医院，采用冠状病毒刺突蛋白和宿主ACE2受体的组成和差异，预测ARS-CoV-2的潜在中间宿主。重点是比较SARS CoV-2与SARS-CoV、蝙蝠SARS样CoV和其他冠状病毒之间的刺突序列。这有助于进行进化分析，并寻可能的病毒库。此外，对ACE2结构和结合基序比对的分析，有助于提供线索来区分潜在宿主。该研究发现龟类(西部锦龟，绿海龟，中华鳖)亦可能是将SARS-CoV-2传播给人类的潜在中间宿主，但仍需进一步研究来确认。中间宿主承担着把自然宿主的病毒向人类身体细胞转移的作用，只有到病毒的中间宿主，才是杜绝和预防病毒再次来袭的关键。在2003年SARS暴发的时候，之所以有很好的防治效果就是因为到了中间宿主果子狸。禁止与果子狸的密切接触，才算是真正断了源头。
4三种呼吸综合症的病原的分子水平的差异比较
冠状病毒属于套式病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科(Coronaviridae)、冠状病毒属(Coronavirus)，是许多家畜、宠物包括人类疾病的重要病原，引起多种急慢性疾病。根据系统发育树，冠状病毒可分为4个属：α、β、γ、δ，其中β属冠状病毒又可分为4个独立的亚A、B、C和D。
非典(SARS)的病原与2019冠状病毒病(COV-ID-19)的病原同属于冠状病毒科(Coronaviridae)、β冠状病毒属(β-Coronavirus)的B，受体均为ACE2，但属于两个分型(表1)，前者的病原体被认为是SA-RS-CoV-1，后者为SARS-CoV-2。同属β冠状病毒属(β-Coronavirus)的MERS-CoV则属于C，其受体为CD26(DPP4)，这是三者在分子水平存在显著差异的所在(表1)。
作者贡献
于海江是本研究的执行人，负责数据分析和初稿写作；吴琦是本研究的负责人，负责文章修改和校对；于洋洋和于栋参与实验操作和数据整理；崔歌参与实验材料的准备和处理。全体作者都阅读并同意最终的文本。
参考文献
Azhar E.I.,El-Kafrawy S.A.,Farraj S.A.,Hassan A.M.,Al-Saeed M.S.,Hashem A.M.,and Madani T.A.,2014,Evidence for Camel-to-Human transmission of MERS coronavirus,N.
Engl.J.Med.,370(26):2499-2505
Burke F.,and Fang J.X.J.,2020,Super virus:SARS-CoV-2 caused the COVID-19global pandemic,Biol.Evi.,10(1): 1-2
Chan Y.M.,and Xu R.H.,2003,SARS:epidemiology,Respirolo-gy,8(S):9-14
Hemida M.G.,Perera R.A.P.M.,Wang P.,Alhammadi M.A.,Siu Y.L.,Li M.,Poon L.L.M.,Saif L.,Alnaeem A.,and Peiris J.
S.M.,2013,Middle east respiratory syndrome(mers)coron-avirus seroprevalence in domestic livestock in saudi arabia, 2010to2013,Euro.Survll.,18(50):20659
Judith M.A.,van Den B.,Saskia L.S.,and Bart L.H.,2014, Pathogenesis of middle east respiratory syndrome coron-avirus,J.Pathol.,235(2):165-184
Li J.H.,2020,Novel coronavirus naming from unknown pneumo-nia to Covid-19,Int.J.Clin.Case Rep.,10(4):1-3
Li M.M.,and Zhong J.L.,2020,Intervention and curative effect of chinese patent medications in the clinical treatment of COVID-19,Int.J.Clin.Case Rep.,10(1):1-2
Luo J.,and Mason J.,2020,COVID-19has been under the effec-tive control from the outbreak to the global pandemic,Int.J.
Clin.Case Rep.,10(1):1-2
Mason J.,2020,SARS-CoV-2is a Super Virus,Int.J.Super Species Res.,10(1):1-2
S覬rensen M.D.,S覬rensen B.,Gonzalez-Dosal R.,Melchjorsen C.
J.,Weibel J.,Wang J.,Jun C.W.,Huanming Y.,and Kris-tensen P.,2006,Severe acute respiratory syndrome(SARS): development of diagnostics and antivirals,Ann.New York Acad.Sci.,1067(1):500-505
4403
基因组学与应用生物学
表1SARS-CoV-1,SARS-CoV-2与MERS-CoV的比较
Table1Comparison of SARS-CoV-1,SARS-CoV-2and MERS-CoV
病原名称
Pathogen name
疾病名称
小艾扮演者Disease name
发现年份
形容美女的成语Year of discovery
分类类别
Category of classification 分型
Subtyping
受体
Receptor
传染源太一歌手真名
Source of infection
传播途径
Channels of transmission
流行地区
Epidemic area 严重急性呼吸综合征冠状病毒
SARS-CoV-1
非典型肺炎
SARS
2003
β-B
SARS-CoV-1
ACE2
SARS病人；病毒起源尚未明确,
可能起源于蝙蝠，果子狸等野生
动物
SARS patient;the origin of the
virus has not been determined yet,
which may have originated from
bats,civet and other wild animals
(1)人-人：近距离呼吸道飞沫传
播，气溶胶传播，手接触传播;
(2)动物-人：果子狸/蝙蝠-人(可
能)
(1)Human to human:short dis-
tance respiratory droplets trans-
mission,aerosol transmission,
hand contact transmission;
(2)Animal to human:civet/Bat to
human(possibly)
全球29个国家流行，以亚洲为
主，中国报告病例数最多
It is prevalent in29countries wor-
ldwide,mainly in Asia,with the
largest number of reported cases
高三百日誓师誓词in China
严重急性呼吸综合征冠状病毒
SARS-CoV-2
新冠肺炎
COVID-19
2019
β-B
SARS-CoV-2
ACE2
SARS病人；病毒起源尚未明确,
可能起源于蝙蝠，果子狸等野生
动物
SARS patient;the origin of the
virus has not been determined yet,
which may have originated from
bats,civet and other wild animals
(1)人-人：近距离呼吸道飞沫传播,
气溶胶传播，手接触传播;
(2)动物-人：果子狸/蝙蝠-人(可
能)
(1)Human to human:short distance
respiratory droplets transmission,
aerosol transmission,hand contact
transmission;
(2)Animal to human:civet/Bat to
human(possibly)
全球所有国家，美国报告病例数
最多
It is prevalent in all countries of the
world,with the largest number of
reported cases in the United States
中东呼吸综合征冠状病毒
MERS-CoV
中东呼吸综合征
MERS
2012
β-C
MERS-CoV
CD26(DPP4)
尚未明确，可能起源于蝙蝠，远
距离传播给单峰骆驼，从而成
为人类感染源头
It is not clear that it may origi-
nate from bats and spread to
monopodal camels at a long
distance,thus becoming the
source of human infection
(1)动物-人：单峰骆驼-人(可
能)；
(2)人-人：密切接触(有限)
(1)Animal to human:single hu-
mped camel to human(possible);
(2)Person to person:close con-
tact(limited)
全球27个国家流行，中东地
区为主，沙特阿拉伯报告约
80%病例，其次为韩国
It is prevalent in27countries,
mainly in the Middle East;Saudi
Arabia reports about80%of the
cases,followed by South Korea
Yang M.,Li C.K.,Li K.,Hon K.L.,Ng M.H.,Chan P.K.,and Fok T.F.,2004,Hematological findings in SARS patients and possible mechanisms(review),Int.J.Mol.Med.,14(2): 311-315
4404