常小胜

(定西市通渭县农业农村局，甘肃 定西 743300)

冠状病毒是在不同的动物物种和人类中引起疾病的一大类病毒。动物冠状病毒可在多种宿主中引起呼吸道，肠道和神经系统疾病，而人冠状病毒通常会引起轻度至严重的呼吸道疾病，导致肺炎甚至死亡。2002年和2012年的严重急性呼吸综合征病毒和中东呼吸综合征病毒的流行是冠状病毒成为人畜共患病潜在来源的第一个预警信号。但是，2020年新型冠状病毒SARS-CoV-2大流行引起了全球对野生和家养动物的关注，因为它们是冠状病毒重组和传播的主要来源。动物中的冠状病毒感染通常是动物感染，可能会长期影响某些物种。此外，异常的复制机制和重组事件的可能性是可能导致跨物种传播并增强冠状病毒人畜共患病潜力的两个主要因素。因此，了解动物冠状病毒感染对于理解其生态学和进化的不同方面至关重要。

这篇综述旨在描述冠状病毒的分子、形态、复制和转录机制，以及冠状病毒在兽类中感染的主要临床特征。

1 冠状病毒

1.1 冠状病毒的分类

冠状病毒科属于巢病毒目，根据其特定的复制机制和基因组进行分类，它包含14个RNA病毒家族。国际病毒分类学委员会(International Committee for Taxonomy ofViruses，ICTV)最近将新冠病毒重新分类，将其分为两个亚科，称为冠状病毒(Orthocoronavirinae)亚科和Leto(Letovirina)亚科。Leto亚科感染两栖动物，仅包含属α冠状病毒属，而冠状病毒亚科根据其基因组结构和系统发育关系分为四个病毒属：α冠状病毒属、β冠状病毒属、γ冠状病毒属和δ冠状病毒属。这四个病毒属包括兽医学中最相关的病毒种类。

1.2 冠状病毒结构

冠状病毒有包膜，一般为球形，直径在120～160 nm之间，其包膜具有与冠状病毒修剪物相对应的凸出物S蛋白，因此在电子显微镜下呈典型的冠状形态。在β冠状病毒属中，还存在由血凝素-酯酶(Hemagglutinin-esterase，HE)辅助蛋白形成的第二层较小的凸出层。冠状病毒的核衣壳呈螺旋状对称，由N个与单链相关的蛋白组成，其正义RNA基因组((+)ssRNA)RNA基因组中最大的(约26-32 Kbp)。

1.3 新冠病毒的基因组和蛋白质组成

(+)ssRNA基因组具有5'端帽子和3'端多聚腺苷尾，并且两个末端都有非翻译区(Untranslated regions，UTRs)，在病毒的转录和复制中起着重要的作用。根据不同的物种，有7～14个开放阅读框(Openreading frames，ORF)编码不同的病毒蛋白。ORF1a，1b，S，E，M和N在不同物种之间是保守的。ORF1a和ORF1b是大的ORF，占据病毒基因组的5'近端三分之二，并参与非结构蛋白的合成。其余三分之一的3'端病毒基因组包含ORF，它们编码结构蛋白和辅助蛋白。

新冠病毒家族中存在的结构蛋白是S，E，M和N蛋白，这四种蛋白对于病毒颗粒的组装和传染性至关重要。冠状病毒独特的针状体是S蛋白的同源三聚体，负责附着在细胞受体上负责与细胞受体的连接，S蛋白由两个功能域组成：S1和S2；蛋白E参与装配、释放和发病机制；蛋白M是病毒粒子中最丰富的蛋白质，通过与核衣壳结合促进病毒粒子的空间拓扑结构；最后，蛋白质N有两个域，它们与RNA基因组相互作用，并作为干扰素拮抗剂发挥重要作用，允许病毒复制。

1.4 冠状病毒的转录和复制机制:亚基因组RNA合成

冠状病毒的蛋白质合成涉及一种所有冠状病毒共有的特定转录机制，即涉及巢状亚基因组mRNA的转录。复制酶-转录酶复合物必须由ORF1a和ORF1b中编码的非结构蛋白合成。该复合体负责病毒亚基因组mRNA的转录和基因组复制。一旦基因组在细胞质中释放，细胞核糖体就会启动ORF1a和ORF1b的翻译。冠状病毒的亚基因组mRNA的嵌套集是通过不寻常的不连续转录过程生成的，这种独特的不连续转录过程也是所有冠状病毒重组的可能，从而导致了新的病毒株。此外，所有合成的结构蛋白和辅助蛋白以及病毒基因组均在病毒工厂组装，病毒包膜取自内质网和高尔基体膜，通过胞吐作用最终释放出成熟的病毒颗粒。

2 兽医学中的相关冠状病毒

2.1 犬冠状病毒

犬冠状病毒包括α和β冠状病毒属。犬肠冠状病毒(Canine enteric coronavirus，CCoV)属于α冠状病毒属，常引起幼犬的胃肠道临床体征，而犬呼吸道冠状病毒(Canine respiratory coronavirus，CRCoV)属于β冠状病毒属，与呼吸系统疾病有关，尤其是在狗舍中。

CCoV感染的特点是发病率高但死亡率低。CCoV感染的临床体征包括轻度至中度胃肠炎、食欲不振、呕吐、腹泻和脱水等。某些与出血性腹泻有关的强毒CCoV毒株能够在几天内杀死受感染的幼犬。CCoV-IIa亚型的高毒力菌株称为泛嗜性CCoV，它在内部器官(主要是淋巴组织)中扩散，导致明显的淋巴细胞减少，也被认为是造成感染最严重过程的原因。用于检测粪便样品中CCoV的分子分析是基于反转录，然后是针对M基因的qPCR(RT-qPCR)或巢式PCR(nPCR)分析。

CRCoV于2003年在英国被发现，几项流行病学和血清学研究表明，CRCoV是全世界犬舍中犬传染性呼吸道疾病(canine infectiousrespiratory disease，CIRD)的病原体之一。对CRCoV感染的实验研究表明，有轻度呼吸道疾病的迹象，包括鼻涕、打喷嚏和咳嗽。此外，上皮呼吸道和巨噬细胞的感染会影响先天免疫系统。用于检测CRCoV的诊断检测方法是针对S基因的RT-PCR和针对N基因的qPCR的血清学和分子检测。

2.2 猫冠状病毒

猫冠状病毒(Feline coronavirus，FCoV)属于α冠状病毒属，常引起家猫和猫科其他成员的肠道疾病。FCoV感染的猫中约有5%～10%患上猫腹膜炎，该疾病的特征是在肺、肝、淋巴组织和其他体腔中出现严重的全身性炎症、浆膜炎和肉芽肿性病变。FCoV扩散的自然机制是粪-口途径，被感染的动物可能会传播FCoV数周甚至数月，而病毒的大量释放与猫腹膜炎的发展有关。此外，母体免疫力可能会改变自然感染的小猫的病程。FCoV通常通过间接法测定，例如免疫荧光测定(Immunofluorescence assay，IFA)，分子检测如RT-qPCR或环介导的等温扩增(loop-mediatedisothermal amplification，LAMP)PCR也用于诊断和鉴定。

2.3 鼠冠状病毒

鼠冠状病毒有两种，小鼠肝炎病毒(Mouse hepatitis virus，MHV)和大鼠冠状病毒(Rat coronavirus，RCV)，它们都属于β冠状病毒属。

MHV于1947年在美国首次分离，基于其嗜组织性，可以将菌株分为肝炎菌株和肠溶性菌株。肝炎菌株可以扩散到肝脏和脾脏，引起肝炎，也能够通过神经嗅觉途径到达大脑并产生暴发性脑病。而肠溶菌菌株在肠组织中复制，并扩散到肝脏，腹部淋巴结，偶尔扩散到中枢神经系统。MHV感染的严重性受病毒基因型，毒株和宿主免疫反应的影响。此外，MHV具有高度传染性，并通过呼吸道和粪便传播。

RCV于1970年在实验室大鼠群体的呼吸道疾病暴发中首次分离出来，分为Parker大鼠冠状病毒(Parker rat coronavirus，RCV-P)和唾液酸腺炎病毒(Sialodacryoadenitis virus，SDAV)。RCV-P和SDAV可以通过直接接触被感染的大鼠，气溶胶或毒气来传播，具有高度传染性。RCV-P主要在呼吸道和肺中复制，导致坏死性病变，并且像SDAV一样会导致泪腺和唾液腺病变。RCV可以通过免疫组化和血清学检测(例如IFA和ELISA)进行检测。

2.4 牛冠状病毒

牛冠状病毒(Bovine coronavirus，BCoV)属于β冠状病毒属，于1973年首次报道，与美国小牛腹泻暴发有关。BCoV与呼吸道和肠道疾病有关，BCoV引起的呼吸道疾病伴有发烧、咳嗽和鼻炎。而肠道表现是新生牛犊的腹泻和成年牛的冬季痢疾(Winterdysentery，WD)，其特征是奶牛急性腹泻、抑郁、发烧和产奶量减少。BCoV可以通过粪便和呼吸道传播途径，受BCoV污染的蚊子也是间接传播给牲畜的途径。在犊牛中，初乳对孕妇的被动免疫可调节BCoV感染的发生。BCoV可以通过血清学检测(如ELISA和免疫组织化学检测)来检测。

2.5 马冠状病

马冠状病毒(Equine coronavirus，ECoV)属于β冠状病毒属，于1999年在美国首次从腹泻的小马驹粪便中分离出来。ECoV的传播途径是粪-口传播，ECoV感染的常见临床体征是发烧、抑郁和厌食，在某些情况下，成年马会出现心绞痛和腹泻。在感染严重的情况下，会出现高氨血症相关性脑病。通过粪便和鼻拭子样本的qPCR可以诊断出ECoV，而很少从呼吸道样本中检测到。ECoV也可以通过RT-LAMP PCR诊断。

2.6 猪冠状病毒

猪可以被六种冠状病毒感染。其中四个属于α冠状病毒属(可传播的胃肠炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus，TGEV)、猪呼吸道冠状病毒(Porcine respiratory coronavirus，PRCV)、猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrheavirus，PEDV)和猪急性腹泻综合征-冠状病毒(Swine acute diarrhea syndrome-coronavirus，SADSCoV))，而其余的则归类于β冠状病毒属(猪血凝性脑脊髓炎病毒(Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus，PHEV))和δ冠状病毒属。

TGEV是1946年在美国发现的第一个猪冠状病毒，其临床体征包括急性腹泻、呕吐、厌食和体重减轻。TGEV主要影响来自幼稚种群的2周龄新生仔猪。然而，感染是自限性的。在流行阶段之后，可能因为不全面管理在农场中发现地方病。TGEV可以通过粪-口途径传播，也可以通过母乳传播，甚至可以通过牛奶进行垂直传播。

PRCV通过气溶胶直接接触传播，并影响呼吸道、气管、扁桃体和肺。它通常表现为无症状感染或轻度呼吸道疾病，常见的临床体征是发烧、厌食、呼吸困难。PRCV和TGEV在S、M和N结构蛋白中共享生物和抗原表位。

PEDV是通过粪-口途径传播的，与运输饲料和技术人员的粪便和呕吐物污染有关。感染PEDV的血清阴性母猪的新生仔猪死亡率达到100%，与引起大量脱水的严重腹泻和呕吐有关。

SADS-CoV是最新发现的冠状病毒，于2016年在中国出现，可以通过粪-口途径传播，具有所有肠道猪冠状病毒的典型临床体征。感染后死亡率在五日龄以下的仔猪中为90%至100%，八日龄以上的仔猪中仅为5%。SADS-CoV可能是人畜共患病，通过猪中传播对人类健康构成威胁。

与PHEV相关的临床体征是非特异性的，其特征是体温升高、食欲不振、和睡等。此外，受感染的猪表现出癫痫发作、虚弱和昏厥等势，还可能表现出眼泪和眼球震颤。

2.7 禽冠状病毒

禽冠状病毒多为传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus，IBV)，属于γ冠状病毒属。IBV最初在呼吸组织中复制，产生急性上呼吸道疾病，呼吸道病变通常会增加对继发性病毒和细菌感染的敏感性，这可能导致肺炎、气囊炎和腹膜炎。IBV还可以感染输卵管中的上皮细胞、肾脏和胃肠道，或具有多器官嗜性，IBV是通过气溶胶或与毒气直接接触传播的，该病的潜伏期很短，在24 h内出现临床体征。IBV发病率通常为100%，死亡率取决于宿主。ELISA结合Western Blot检测N蛋白的血清学检测已用于IBV检测。

3 跨物种传播和新传染病的出现

冠状病毒具有广泛的宿主，从各种各样的动物到人类，在哺乳动物中主要有α和β冠状病毒，鸟类和一些海洋哺乳动物中有γ冠状病毒，野生鸟类和猪中有δ冠状病毒。这些病毒的多样性和混杂的宿主范围是扩大其范围的组成部分，并且可以作为宿主传播给人类。迄今为止，已在人类中鉴定出七种冠状病毒，且具有人畜共患起源，主要与蝙蝠有关。

冠状病毒也可以通过中间物种传播。例如，人类甲型冠状病毒HCoV-229E的进化起源与河马类蝙蝠冠状病毒有关，但骆驼科动物在可能充当了中间宿主。人β冠状病毒SARS-CoV和MERS-CoV起源于蝙蝠，通过果子狸和单峰骆驼传播。关于SARS-CoV-2，基因组测序表明其与穿山甲相关的冠状病毒有91.02%的同源性。因此，保护冠状病毒的基因和遗传多样性以及物种之间的平衡至关重要。

4 总结与展望

不同宿主携带的冠状病毒数量异常，病毒受体的可塑性高，特殊的复制机制以及动物生活环境的不断改变，都是有利于种间传播的成分。2020年SARS-CoV-2大流行中证明了动物冠状病毒跨物种传播的潜在威胁。预防人畜共患病的感染需要保持天然水库与人口之间的屏障。兽医必须考虑到冠状病毒感染、家畜甚至实验动物的诊断方法中的临床体征和分子特征，以预防动物疾病并因此促进公共卫生。