（中国动物卫生与流行病学中心，山东青岛 266032）

2019 年12月，湖北省武汉市首次发生新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）疫情。研究证实该病是由β 冠状病毒属的人新型冠状病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS⁃CoV⁃2）感染引起的一种急性呼吸道传染病[1]。冠状病毒属于套式病毒目（Nidovirales）、冠状病毒亚目（Cornidovirineae）、冠状病毒科（Coronaviridae）。2019 年国际病毒学分类委员会（International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV）将冠状病毒科分为正冠状病毒亚科（Orthocoronavirinae）和Letovirinae病毒亚科。其中正冠状病毒亚科包括α、β、γ 和δ 4 个属，而Letovirinae病毒亚科仅包括1 个属（Alphaletovirus属）[2-3]。

据WHO 官方数据，截至2020 年7月9 日，全球COVID-19 确诊人数已超过1 000 万。我国通过隔离等多种综合防控措施，使疫情得到有效控制。然而从2020 年6月11 日以来，北京市连续出现COVID-19 确诊病例。相关部门通过流行病学调查，从北京新发地批发市场某切割进口三文鱼的案板上检测到SARS-CoV-2 核酸。随后，全球三文鱼产业链乃至其他水产品产业都遭到了严重冲击。至今为止，水生动物冠状病毒的报道相对较少，目前已知的水生动物冠状病毒属于γ 冠状病毒属和Alphaletovirus属，而SARS-CoV-2 为β 冠状病毒属的成员。已有的研究表明，鱼类感染SARSCoV-2 的概率相对较低，因此从该市场的环境中检出大量SARS-CoV-2 表明三文鱼被人为污染的可能性较大。为了进一步明晰对水生动物感染冠状病毒的认知，本文系统论述了水生动物冠状病毒感染状况，并对SARS-CoV-2 与水生动物冠状病毒之间的遗传关系进行了分析，以期为SARS-CoV-2 科学防控提供参考信息。

1 水生动物感染的冠状病毒

水生动物冠状病毒的相关报道较少，可能一方面水生动物本身对冠状病毒不易感，也有可能与水生动物体内病原难于分离培养有关。截至目前，绝大多数水生动物冠状病毒的鉴定都是通过宏基因组测序等进行冠状病毒核酸检测。先后在白鲸（Delphinapterus leucas）[4]、宽吻海豚（Tursiops truncatus）[5]等水生哺乳动物，以及鲑科鱼的三文鱼（Oncorhynchus keta）[6]中检测到不同种类的冠状病毒核酸。此外，在鲤科鱼中也有检测到疑似感染冠状病毒的报道[7-8]，但由于没有明确的形态学报告以及病毒基因序列等关键信息，所以并未被ICTV 所认可。水生动物中检测到的冠状病毒及其分类地位分别见表1 和图1。

1.1 白鲸冠状病毒（beluga whale coronavirus，BWCoV）

2008 年首次公布了一株海洋哺乳动物冠状病毒白鲸冠状病毒SW1（BWCoV SW1）的全基因组序列[4]。一头人工饲养的白鲸在患上肺脏疾病后不久死于急性肝功能衰竭。肝组织电镜检查结果显示，肝细胞内存在大量的圆形病毒颗粒。病毒粒子大小（直径60～80 nm，核心45～50 nm）与已知冠状病毒明显不同。该病毒具有宿主特异性，无法用非同源细胞系分离病毒。病毒基因组遗传进化分析显示，该病毒与禽冠状病毒亲缘关系较近。尽管其复制酶基因同源性（＜67%）明显低于物种划分的临界值（90%），但SW1 仍被划分为γ 冠状病毒属[10]。目前仅检测到BWCoV SW1 的核酸，该病毒对水生动物的致病性仍需进一步研究。

表1 水生动物冠状病毒

图1 冠状病毒基因组遗传进化分析树

1.2 宽吻海豚冠状病毒（bottlenose dolphin coronavirus，BdCoV）

2008—2010 年中国香港从3 只表面健康的印度太平洋宽吻海豚粪便样品中检测到一种新型的冠状病毒核酸，命名为HKU22[5]。与白鲸分离株SW1 不同，HKU22 没有引发任何明显的临床症状，宽吻海豚仅为无症状或轻度感染。感染期检测到病毒基因组，在感染后4～8 周的血清样本中检测到N 蛋白特异性抗体。3 只宽吻海豚体内检测到的病毒基因组基本相同，均属于γ 冠状病毒属。病毒无法在非宿主特异性细胞系中复制，而且目前也没有病原体超微结构的信息。遗传进化分析显示，BdCoV HKU22 与BWCoV SW1 具有类似的基因组特性，基因组大小约为31.7 kb，同源性极高。两种病毒的N 蛋白基因和复制酶多蛋白保守区同源性为99.3%～99.6%，与禽冠状病毒同源性较低（35.4%～74.9%）。两种病毒的主要区别为纤突蛋白S，仅有74.3%～74.7%的氨基酸同源性[5]。基因组分析显示，BdCoV HKU22 和BWCoV 属于γ 冠状病毒属的不同分支（图1）。两种病毒的宿主都属于鲸目，这一发现也与其宿主之间的亲缘关系一致。因此，Woo[5]等建议将BWCoV 和BdCoV 列为γ 冠状病毒属中一个单独的病毒种——鲸类动物冠状病毒。

1.3 太平洋鲑套式病毒（pacific salmon nidovirus，PsNV）

2019 年，Mordecai[6]等利用宏转录组测序技术，从三文鱼（包括野生，孵化和养殖）体内首次发现了一种PsNV 。该病毒在孵化场、水产养殖和野生的大鳞大麻哈鱼上都能检测到，其主要分布在三文鱼的鳃组织中。PsNV 在进化上与呼吸系统冠状病毒相关，与冠状病毒科、Letovirinae病毒亚科Alphaletovirus属的姬蛙甲型勒托病毒一型（Microhyla letovirus1，MLeV）的同源性最高，其单独形成一个分支，与正冠状病毒亚科形成姐妹群（图1）。PsNV 病毒基因组长约36.7 kb，编码非结构蛋白（复制酶，ORF 1a 和1b）和结构蛋白（LAB1C-like、S、E、M 和N），两端具有非编码区。PsNV 基因组结构比正冠状病毒亚科病毒多出LAB1C-like 蛋白，其具体功能有待进一步研究。基因组进化分析结果显示，PsNV 与MLeV 虽然属于同一个分支，但它们之间较长的分支长度、较远的遗传距离表明可能属于不同的属。

1.4 麻斑海豹冠状病毒

1987 年，迈阿密水族馆饲养的3 只海豹突发急性坏死性肠炎[9]，其中2 只海豹死亡前未表现出任何临床症状，另外1 只海豹出现白细胞显著增多、脱水、高钠血症和高氯血症。病理切片显示，局灶性支气管肺泡出血和水肿，以及严重的弥散性肺淤血。脾脏和外周淋巴结出现中度至重度淋巴细胞减少，肠黏膜检测到冠状病毒特异性抗原。用猪传染性胃肠炎病毒（transmissible gastroenteritis virus，TGEV）、猫传染性腹膜炎病毒（feline infectious peritonitis virus，FIPV） 和犬冠状病毒（canine coronavirus，CCoV）抗体进行免疫荧光检测均为阳性，但用牛冠状病毒抗体检测结果为阴性。根据抗原交叉反应结果，感染麻斑海豹的冠状病毒很可能属于α 冠状病毒属。由于此麻斑海豹冠状病毒RdRp基因序列较短（208 bp），未有基因组信息，所以还未被ICTV 正式认可，仍需进一步研究证实。

1.5 未确认的其他水生动物冠状病毒

1997—1998 年，一种冠状病毒样病毒（被命名为鲤鱼病毒血症相关的ana-aki-byo 病毒）引起锦鲤（Cyprinus carpio，C.carpio）较高的死亡率[7]。病死鱼内脏器官可见坏死病变，造血组织及脾脏可见病毒颗粒。病毒呈圆形，表面呈尖状突起，直径100～180 nm。在感染细胞的细胞质中观察到不同长度的管状结构（直径60～70 nm）和晶体包裹体。Sano等[8]从一种死于急性感染的鲤鱼身上分离出一种冠状病毒样病毒，病死鱼临床表现为腹部红斑，肝、肾坏死。该病毒通过20 °C 的水传播给鲤鱼苗。从鲤鱼肾脏、肝脏和脾脏中可分离出该病原，被包裹的粒子直径为60～100 nm。牙鲆、鳗鲡等鱼类中也有疑似感染冠状病毒的报道[11]。从超微结构和形态发生的角度来看，这些病毒与冠状病毒相似。但值得注意的是，这些分离物不符合分类学分类标准（缺少基因组和/或形态学数据），因此没有被正式确认为冠状病毒，相关的分类鉴定、流行病学及病毒生态学等还有待深入研究。

2 水生动物冠状病毒与SARS-CoV-2 的遗传关系

自2020 年6月12 日，相关部门在北京新发地批发市场从切割进口三文鱼的案板检测到SARS⁃CoV⁃2 核酸以来，三文鱼以及水生动物冠状病毒与SARS-CoV-2 的关系成为公众关注的焦点。将BWCoV、BdCoV、PsNV、SARS-CoV-2（武汉分离株SARS-CoV-2/Wuhan-Hu-1/2019 和北京新发地分离株hCoV-19/Beijing/IVDC-01-06/2020、hCoV-19/Beijing/IVDC-03-06/2020），以 及 从GenBank 和GISAID 数据库筛选的55 株α、β、γ、δ 冠状病毒属和Alphaletovirus属中具有代表性的冠状病毒基因组及各ORF 序列进行同源性比对，并利用MEGA 6.0 软件，采用NJ（Neighbor-Joining）方法构建系统进化树。遗传进化分析结果显示，SARS⁃CoV⁃2 武汉分离株SARS-CoV-2/Wuhan-Hu-1/2019 以及北京新发地分离株hCoV-19/Beijing/IVDC-01-06/2020、hCoV-19/Beijing/IVDC-02-06/2020 和hCoV-19/Beijing/IVDC-03-06/2020 都属于β 冠状病毒属，但二者基因组序列存在一定差异。基因组学研究显示，北京新发地分离株与欧洲早期分离株同源性较高，可能与输入性有关。感染水生哺乳动物的BWCoV 与BdCoV 都属于γ 冠状病毒属，感染三文鱼的PsNV 属于Letovirinae病毒亚科Alphaletovirus属（图1），说明已知水生动物冠状病毒与SARS⁃CoV⁃2 之间遗传关系较远。

基因组同源性分析结果显示，SARS⁃CoV⁃2武汉分离株SARS-CoV-2/Wuhan-Hu-1/2019 以及SARS⁃CoV⁃2 北京新发地分离株hCoV-19/Beijing/IVDC-01-06/2020（三株病毒基因组同源在99.9%以上）与γ 冠状病毒属的BWCoV 基因组同源性为52.3%，与BdCoV HKU22 基因组同源性为51.9%，与Alphaletovirus属的PsNV 基因组同源性最低，为47.9%（表2）。SARS-CoV-2 武汉分离株SARS-CoV-2/Wuhan-Hu-1/2019 以及北京新发地分离株hCoV-19/Beijing/IVDC-01-06/2020 的主要基因（1ab、S、E、M、N）均与水生动物冠状病毒的主要基因同源性较低，仅为43.7%～54.1%，其中与PsNV 的同源性最低。

基于病毒基因组和各主要基因的遗传进化分析与同源性分析，可初步排除SARS⁃CoV⁃2 来源于已知水生动物冠状病毒的可能性。遗传进化分析显示（图1），SARS-CoV-2 属于冠状病毒科β 冠状病毒属。而相关研究表明，β 冠状病毒属只感染哺乳动物，且SARS-CoV-2 主要作用于上呼吸道和下呼吸道，其病理影响主要集中于肺部。但除肺鱼以外的其他鱼类没有肺，因此不易感染该病毒[12]。SARS-CoV-2 的受体为血管紧张素转化酶2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）。从受体分布来看，除哺乳动物之外，SARS-CoV-2 很难感染鱼类、鸟类和爬行类动物[13]。继北京新发地批发市场从三文鱼案板检测到SARS-CoV-2 核酸以来，陆续从该市场的牛羊肉大厅环境样品中也检测到SARS-CoV-2 核酸，说明三文鱼感染SARSCoV-2 的可能性较低，而通过人员或者物品污染的可能性较大。水生动物及其产品可能会通过人员或者物品污染SARS-CoV-2，尤其是被SARS-CoV-2感染者接触后，此外如果环境中存在大量病毒也可通过气溶胶等方式污染。冠状病毒在外环境中的存活时间可能从数小时到数天不等。虽然目前尚未有SARS-CoV-2 在水产品表面存活时间的具体数据，但由于冠状病毒不耐热，无法在正常烹饪温度（大于70 ℃）下存活。因此在做好个人防护的前提下，对于在符合卫生标准和食品安全条件下制作、供应的水生动物及其产品，可以安全食用。

表2 人新型冠状病毒 SARS-CoV-2/Wuhan-Hu-1/2019、hCoV-19/Beijing/IVDC-01-06/2020 与水生动物冠状病毒的同源性%

3 结语

冠状病毒种类繁多，并具有宿主多样性，人和多种动物均可感染。冠状病毒也可感染白鲸、宽吻海豚等海洋哺乳动物以及鲑科鱼、鲤科鱼等，并对水生动物健康繁殖造成一定影响。随着各种生物技术的发展与应用，对水生动物冠状病毒的认识也将有进一步的提升。进一步了解和研究病毒的流行、分布和传播机制，以及其宿主特性和相关生态因素，将有助于对水生动物冠状病毒的监测、控制和传播风险评估。