2020年是不平凡的一年，尤其對于武漢來說更是值得銘記的日子。尤其是處在風口浪尖上的武漢病毒所更是經(jīng)歷了一場浩大的磨難，而磨難的中心，正是石正麗研究員。為此，在三月八日婦女節(jié)這一特殊日子，生命科學前沿向依然奮斗在一線的科技工作者們致敬并為您帶來本期特刊—石正麗研究員2020年主要工作盤點。

人物簡介：石正麗，現(xiàn)任中國科學院武漢病毒研究所研究員、美國微生物科學院Fellow、武漢病毒所學術(shù)委員會主任、新發(fā)傳染病研究中心主任、武漢國家生物安全實驗室（四級）副主任、新發(fā)病毒學科組組長。

2020年，石正麗及其研究團隊在傳染病研究領(lǐng)域尤其是對蝙蝠-新冠病毒的研究獲得了豐厚的研究成果。在新冠病毒溯源、跨種傳播機制方面更是有著突出的表現(xiàn)。以下，生命科學前沿選取其中代表性作品（Nature Cell JVI Nature Review Microbiology NC EMI CellResearch EBioMedicine VirologyEID）向讀者做簡要概述。

1. Nature. Addendum: Apneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. 2020年11月

石正麗團隊正式向NATURE提交了RaTG13的詳細來源。該病毒來自2012年到2015年該課題組對云南省墨江縣通關(guān)鎮(zhèn)礦井的采樣。

2012年至2015年之間，研究組每年在這個洞穴中采樣1-2次，共收集了1322個動物樣本，檢測出293種高度多樣性的冠狀病毒。根據(jù)這些病毒RNA聚合酶的測序結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)其中284種為alpha-冠狀病毒，9種為beta-冠狀病毒。這9種beta-冠狀病毒均為SARS-CoV家族病毒，但并非感染人類的人類SARS-CoV（RdRp序列差異極大），而是僅感染蝙蝠的SARSr-CoV。

2020年，在SARS-CoV-2發(fā)現(xiàn)后，該組對這一病毒與RaTG13進行了序列比對，發(fā)現(xiàn)兩者序列同源性為96.2%?？贵w檢測，這些患者樣品為陰性，提示這些患者沒有感染SARS-CoV-2。

2. Virology. Bat mammalianorthoreoviruses（MRV）cause severe pneumonia in mice. 2020-11.

在這項研究中，石正麗團隊調(diào)查了代表不同三種血清型的蝙蝠MRV毒株的寄主范圍和致病性。結(jié)果表明，這三種代表性毒株（WIV2WIV3WIV7）均可以感染不同哺乳動物物種的細胞系，并顯示出不同的復制效率。蝙蝠MRV感染的BALB/c小鼠表現(xiàn)出系統(tǒng)性感染的臨床癥狀，尤其是在肺和腸中–在所有受感染的肺部均發(fā)現(xiàn)明顯的組織損傷，為病毒跨種傳播提供了新的證據(jù)–蝙蝠MRV在動物中的潛在致病性以及對人類的潛在風險。

考慮到在WIV7感染的小鼠中細胞和組織（尤其是大腦）中較高的復制，以及肺組織中更嚴重的損傷以及先天免疫應答的減弱和延遲，本文懷疑WIV7的致病性高于WIV2和3，以及WIV2 具有最小的致病性，將來應對此病毒進行監(jiān)視。總之，我們通過提供蝙蝠MRV在小鼠中廣泛的細胞嗜性，致病性和免疫應答的證據(jù)，證明了蝙蝠MRV傳播給人類或其他動物的潛在風險。由于MRV傳播途徑以及蝙蝠與人類社會的緊密聯(lián)系，一些蝙蝠MRV對動物和人類種群具有潛在的致病性。應長期對這些蝙蝠病毒進行持續(xù)監(jiān)視，并進行遠離野生動物的教育。

3. Nature ReviewMicrobiology. Characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19. 2020-10.

本文高度概括了COVID-19病原體SARS-Cov-2的病毒學特征，并且比較了SARS-CoV-2與人類已知病毒間的差異；此外，文章結(jié)合目前已知的COVID-19的臨床、流行病學和病理學特征，以及目前SARS-CoV-2感染的動物模型和治療方法研究進展，詳細討論了SARS-CoV-2的潛在野生動物宿主和人畜共患來源。

SARS-CoV-2與SARS-CoV使用相同的受體，即血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2 (ACE2)。除了人類的ACE2 (hACE2)，SARS-CoV-2還能識別來自豬、雪貂、恒河猴、果子貍、穿山甲的ACE2。SARS-CoV-2受體在多物種的廣泛存在意味著它可能有廣泛的宿主范圍，不同動物對ACE2使用效率的差異可能表明它們對SARS-CoV-2感染的敏感性不同。結(jié)構(gòu)和生化分析發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2的S1 – C末端的RBD，在病毒進入中起關(guān)鍵作用，是中和抗體的靶點，RBM介導病毒與ACE2受體的接觸。與SARS-CoV相比，SARS-CoV-2的RBD結(jié)構(gòu)特征增強了其與hACE2的結(jié)合。

目前的數(shù)據(jù)顯示，所有年齡段的人口都易受SARS-CoV-2感染，感染的平均年齡在50歲左右。一般來說，老年男性(大于60歲)合并其他疾病的患者更容易發(fā)展為重癥甚至死亡。而大多數(shù)年輕人和兒童只有輕度癥狀或無癥狀。孕婦患病的風險并不高。然而，有證據(jù)表明SARS-CoV-2有從受感染的母親經(jīng)胎盤傳播給新生兒的風險.

4. Emerging Microbes& Infections. A serological survey of SARS-CoV-2 in cat in Wuhan. 2020-09.

石正麗研究團隊收集了武漢疫情爆發(fā)后102份貓血清和39份爆發(fā)前的貓的血清。檢測后發(fā)現(xiàn)：102份貓血清中有15份（14.7％）呈陽性。表明SARS-CoV-2在爆發(fā)期間已感染了武漢的貓群。

該研究從武漢市的貓中收集了一組血清樣本，其中包括COVID-19爆發(fā)后102份和爆發(fā)前39份。通過對SARS-CoV-2的受體結(jié)合域（RBD）間接酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）試驗，發(fā)現(xiàn)爆發(fā)后收集的102份貓血清中有15份（14.7％）呈陽性。在陽性樣品中，有11株具有SARS-CoV-2中和抗體，效價范圍為1/20至1/1080。在SARS-CoV-2與I型或II型貓傳染性腹膜炎病毒（FIPV）之間未檢測到血清學交叉反應。該研究數(shù)據(jù)表明，SARS-CoV-2在暴發(fā)期間已感染武漢的貓群。

15例陽性中，COVID-19患者的三只寵物貓的中和滴度最高（分別為1 / 360、1 / 360和1/1080），這可能是由于貓與COVID-19患者之間的緊密接觸所致。相反，從寵物醫(yī)院的貓和流浪貓收集的血清具有中和活性的1/20至1/80，盡管對流浪貓的感染還沒有完全了解，但可以合理地推測，這些感染可能是由于接觸SARS-CoV-2污染的環(huán)境或喂食貓的COVID-19患者引起的。

5. Nature Communications. Origin and cross-species transmission of bat coronaviruses inChina. 2020-08.

確定了中國冠狀病毒進化多樣性熱點的宿主分類單元和地理區(qū)域，可能有助于以蝙蝠冠狀病毒為基礎(chǔ)進行積極的人畜共患疾病監(jiān)測?；诖?，研究團隊提出了依據(jù)系統(tǒng)發(fā)育分析而得出結(jié)論，暗示犀牛中很可能出現(xiàn)蝙蝠SARS-CoV-2的傳播。

在這項研究中，該團隊確定了宿主分類單元和地理區(qū)域，共同定義了中國冠狀病毒系統(tǒng)發(fā)育多樣性的熱點和多樣性的中心。這些發(fā)現(xiàn)可能為有針對性地發(fā)現(xiàn)人畜共患病或牲畜感染潛能的蝙蝠傳播的冠狀病毒提供戰(zhàn)略，并為在牲畜和人中早期發(fā)現(xiàn)蝙蝠冠狀病毒的爆發(fā)提供戰(zhàn)略。未來的采樣和病毒發(fā)現(xiàn)應針對中國南方和西南部CoV多元化的兩個熱點，尤其是蝙蝠種類相似的鄰國。這些地區(qū)的特征是亞熱帶到熱帶氣候。人口稠密，增長迅速且城市化迅速；高度的家禽和牲畜生產(chǎn)；以及可能促進跨物種傳播和疾病出現(xiàn)的其他因素。此外，其他RNA病毒在熱帶地區(qū)更快的進化速度，可能有利于這些區(qū)域中RNA病毒的跨物種傳播。

6. Cell Research. Infection withnovel coronavirus (SARS-CoV-2) causes pneumonia in Rhesus macaques. 2020-08.

證明恒河猴對SARS-CoV-2感染很敏感：氣管內(nèi)接種后，感染后第一天口咽拭子中觀察到病毒RNA的第一個峰，第二個峰出現(xiàn)在第5天，反映了呼吸道的復制。組織病理學觀察表明，SARS-CoV-2感染可引起動物間質(zhì)性肺炎，其特征在于充血和水腫，以及肺泡中單核細胞和淋巴細胞的浸潤。此外，科研人員還在呼吸道組織（包括氣管，支氣管和肺）中鑒定出SARS-CoV-2 RNA。并且還分別從口咽拭子、支氣管和肺中分離出病毒。進一步的實驗證明，由原發(fā)感染產(chǎn)生的中和抗體可以保護獼猴免受SARS-CoV-2的第二輪攻擊。至此，團隊成員成功建立非人類靈長類動物模型，為SARS-CoV-2的深入研究提供了一個有價值的平臺。

數(shù)據(jù)顯示SARS-CoV-2在呼吸道中廣泛存在，主要位于肺下葉。但在心臟，肝臟，脾臟，腎臟，腸，胃和生殖細胞中均未檢測到特異性病毒RNA感染。不難猜測，呼吸道是SARS-CoV-2感染的主要目標，而其他器官可能不是直接目標。進一步，研究團隊就恒河猴的組織病理學變化進行深入分析。發(fā)現(xiàn)，小支氣管周圍有損傷，左，右肺下葉損傷最多。觀察到肺泡壁增厚，大量單核細胞和淋巴細胞以及少量嗜酸性粒細胞浸潤。在嚴重病變區(qū)域，可見肺泡壁壞死，塌陷和纖維化，并伴有大量成纖維細胞增殖。在肺泡腔中，通?？梢杂^察到輕度和中度的纖維素滲出，并且在其中一些中觀察到透明膜的形成和肺出血。同時，細支氣管的上皮細胞壞死并脫落，在粘膜和粘膜下層觀察到單核和淋巴細胞浸潤，甚至發(fā)生支氣管周炎。肺毛細血管腔內(nèi)有明顯的血栓，并伴有內(nèi)皮細胞腫脹和血管周炎。種種數(shù)據(jù)均表明，恒河猴感染新冠病毒表現(xiàn)出了同人類一樣的以間質(zhì)性肺炎為主的肺炎特征。

7. Cell. Pathogenesis ofSARS-CoV-2 in Transgenic Mice Expressing Human Angiotensin-Converting Enzyme 2.2020-07.

SARS-CoV-2可以感染HFH4-hACE2小鼠并引起死亡; /SARS-CoV-2感染位于小鼠肺部，并引起典型的間質(zhì)性肺炎; /預先暴露于SARS-CoV-2可以保護小鼠免受致命的攻擊.

先前，石正麗課題組鑒定出SARS相關(guān)冠狀病毒（SARSr-CoV）利用人血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（hACE2）作為受體入侵宿主。在這里，石老師課題組團隊成功開發(fā)了SARS-CoV-2 hACE2轉(zhuǎn)基因小鼠感染模型。感染的小鼠產(chǎn)生典型的間質(zhì)性肺炎，且病理癥狀與COVID-19患者相似。病毒定量顯示肺是感染的主要部位，盡管在某些小鼠的眼睛，心臟和大腦中也可以發(fā)現(xiàn)病毒RNA。從感染的肺和腦組織中可以分離出全基因組序列與SARS-CoV-2相同的病毒。最后，預先暴露于SARS-CoV-2的實驗小鼠可以免受嚴重的肺炎的侵害。綜上結(jié)果表明，hACE2轉(zhuǎn)基因小鼠將成為測試潛在疫苗和治療劑的有價值的工具。

8. JVI. Evolutionary armsrace between virus and host drives genetic diversity in bat SARS relatedcoronavirus spike genes. 2020-07

從基因及蛋白水平闡明蝙蝠SARS樣冠狀病毒（SARSr-CoV）刺突蛋白（S蛋白）與其自然宿主受體基因之間“軍備競賽（Arms race）”的協(xié)同進化關(guān)系，驅(qū)動了蝙蝠SARS樣冠狀病毒S基因的遺傳多樣性。并且證明SARSr-CoV對人ACE2具有更高的親和力表明這些病毒具有跨物種傳播到人的可能性。

在長期不斷的病毒-宿主協(xié)同進化過程中，病毒通常傾向于降低其毒力以適應宿主及其自身種群密度的大小。“權(quán)衡假設(shè)（trade-off hypothesis）”是為什么病原體通常無法達到其最大繁殖潛力的較為流行的解釋。在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)蝙蝠SARSr-CoV的S蛋白與中華菊頭蝠ACE2的親和力低于對人ACE2的親和力，但在不同中華菊頭蝠ACE2之間沒有顯示出明顯的差異，這表明蝙蝠SARSr-CoV可能降低了它們的毒力以適應其自然宿主和它們自身。當它們有機會接觸到其他宿主，更好地適應其他宿主受體時，跨物種傳播事件就可能發(fā)生。

SARSr-CoV對人ACE2更高的親和力表明這些病毒具有跨物種傳播到人的可能性。而中華菊頭蝠ACE2和SARSr-CoV的S基因相互作用的關(guān)鍵氨基酸位點經(jīng)歷的正選擇壓力，表明它們之間可能存在長期且持續(xù)的協(xié)同進化動力學，所以持續(xù)監(jiān)視蝙蝠中的這類病毒，對于預防下一次類似SARS的動物源病毒跨種傳播到人的疾病的產(chǎn)生非常必要。

9. EBioMedicine. Alveolar macrophagedysfunction and cytokine storm in the pathogenesis of two severe COVID-19patients. 2020-05

研究發(fā)現(xiàn)，病人肺部的主要病理特征包括I型肺泡上皮細胞廣泛受損和II型肺泡細胞非典型增生，形成透明膜，局部出血，滲出和肺水腫，以及肺部鞏固。SARS-CoV-2感染肺泡巨噬細胞可能是“細胞因子風暴”的驅(qū)動力，可能導致肺組織，心臟和肺部損傷，并導致多器官衰竭。

大體解剖和分子標記使得在兩名接受尸檢的死亡患者中識別出主要的病理特征，如滲出和出血、上皮損傷、巨噬細胞浸潤和肺纖維化，包括彌漫性肺泡毀損、廣泛肺泡內(nèi)漿液性/纖維素性和多量巨噬細胞滲出、肺泡肉質(zhì)變、Ⅰ型肺泡上皮損傷、Ⅱ型肺泡上皮增生、肺泡腔面可見透明膜形成、肺泡間隔纖維組織增生以及纖維組織增生所致的肺實變等。

肺泡內(nèi)有纖維蛋白滲出物的粘液塞和肺泡巨噬細胞的活化是特征性異常，肺泡內(nèi)滲出物、肉質(zhì)變、肺實變及小氣道內(nèi)黏液性分泌物潴留致使通氣功能障礙，彌漫性肺泡毀損、Ⅰ型肺泡上皮損傷、Ⅱ型肺泡上皮增生、肺泡腔面透明膜形成及肺泡間隔纖維組織增生致使換氣功能障礙，這很可能是造成重癥新冠肺炎患者低氧血癥的主要機制之一。

這些發(fā)現(xiàn)為COVID-19的發(fā)病機制提供了新的見解，并證明了在重癥患者中使用白細胞介素6（IL6）受體拮抗劑和帶有SARS-CoV-2中和抗體的恢復期血漿是合理的。

10. EID. Crimean-CongoHemorrhagic Fever Virus in Humans and Livestock, Pakistan, 2015-2017. 2020-04.

科研人員在2017-2018年期間巴基斯坦的4個省發(fā)現(xiàn)了克里米亞-剛果出血熱病毒感染。并證明人類的血清陽性率為2.7％，家畜的血清陽性率為36.2％。 在農(nóng)村地區(qū)中抗體的流行率則最高，可能與動物的接觸增加而增加的。

這項對巴基斯坦CCHFV的全國性研究強烈建議在特定地理區(qū)域傳播病毒，并建議CCHFV疫源地和潛在的人類感染源。在家畜（包括綿羊，山羊，牛，水牛和駱駝）中檢測抗體表明這些動物在人類感染中具有潛在作用。通過逆轉(zhuǎn)錄PCR在動物血漿和壁虱樣品中證明該病毒提供了CCHFV在巴基斯坦活躍流通的有力證據(jù)。此外，該病毒的遺傳特征再次證實了巴基斯坦基因型IV的流行。

11. Emerg MicrobesInfect.Molecular and serological investigation of 2019-nCoV infected patients:implication of multiple shedding routes. 2020.04.

在感染后期，肛門拭子和血液中也存在2019-nCoV，并且肛門拭子陽性率高于口服拭子陽性率，這表明SARS-CoV-2脫落并通過口-糞便途徑傳播。血清學檢測可以提高檢測陽性率，因此應在未來的流行病學中增加血清學檢測更能保證準確性。

科研人員證明，目前用于2019-nCoV診斷的口腔拭子中病毒RNA檢測策略并不完美。當口腔拭子檢測陰性時，該病毒可能存在于患者的口腔拭子或血液中。在SARS-CoV和MERS-CoV感染的患者中，在感染的后期觀察到腸感染。但是，感染2019-nCoV的患者可能在疾病的早期或晚期在腸道內(nèi)攜帶該病毒。還值得一提的是，沒有任何病毒血癥血液患者拭子呈陽性。通過常規(guī)監(jiān)測，這些患者很可能被認為是2019-nCoV陰性，因此對其他人構(gòu)成威脅。相比之下，幾乎所有患者中都發(fā)現(xiàn)了病毒抗體，這表明2019-nCoV流行病學應考慮血清學檢查?？梢杂^察到可能從早期感染期間的口腔陽性轉(zhuǎn)變?yōu)橥砥诟腥酒陂g的肛門拭子陽性。該觀察結(jié)果表明，防疫人員不能僅根據(jù)口腔拭子陰性的患者就醫(yī)，該患者仍可能通過口-糞便途徑排出病毒。最重要的是，考慮到口腔拭子檢測的不可靠結(jié)果，更應該強烈建議使用病毒IgM和IgG血清學測試來確認感染。

12. Nature. A pneumoniaoutbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. 2020-02.

新冠病毒可能的來源研究報告，初步揭示了蝙蝠作為新型冠狀病毒的宿主來源以及血管緊張素轉(zhuǎn)換酶II（ACE2）作為其進入細胞的受體.

在早期開始的時候（截止到2020年1月23日），從5名病人體內(nèi)獲得了該病毒的全基因組，其中這5例基因組基本上一致，并于SARS-CoV的序列一致性有79.5%。重要的是，nCoV-2019與一種蝙蝠中的冠狀病毒的序列一致性高達96%。通過對其保守的7個非結(jié)構(gòu)蛋白進行對比，發(fā)現(xiàn)nCoV-2019屬于SARSr-CoV。另外，nCoV-2019進入細胞的受體與SARS-CoV一樣，均為ACE2。

這項研究提供了有關(guān)2019-nCoV的第一份詳細報告，2019-nCoV是造成中國武漢市持續(xù)性急性呼吸道綜合癥流行的病因。在所有接受測試的151例患者中觀察到150例病毒特異性核苷酸陽性和病毒蛋白血清轉(zhuǎn)化，提供了該疾病與病毒之間存在關(guān)聯(lián)的證據(jù)。根據(jù)該研究結(jié)果，應該預期并且值得測試ACE2靶向藥物或SARS-CoV靶向藥物是否可用于2019-nCoV患者。在此階段，我們對病毒知之甚少，包括基本生物學，動物來源或任何特定治療方法。

此外，石正麗研究員是全國五一勞動獎章獲得者，首屆武漢市優(yōu)秀科技工作者稱號、中國科學院先進工作者稱號、武漢市“十行百星”和三八紅旗手等榮譽稱號，并數(shù)次獲得湖北省自然科學獎獎勵。2020年9月，被中共武漢市委、武漢市人民政府評為：“武漢市抗擊新冠肺炎疫情先進個人”。