《新冠病毒细胞感染能力》课件

新冠病毒细胞感染能力目录病毒基础新冠概述病毒结构感染过程感染机制传播途径演变与应对变异与适应新冠病毒概述全球大流行SARS-CoV-2属于冠状病毒属影响多个国家和地区β-200病毒分类冠状病毒家族人类冠状病毒-NL63人类冠状病毒-229E呼吸道感染普通感冒症状2人类冠状病毒1-OC43上呼吸道感染3SARS-CoV-27新型冠状病毒肺炎人类冠状病毒-HKU14轻度肺炎65MERS-CoVSARS-CoV中东呼吸综合征严重急性呼吸综合征的起源SARS-CoV-2自然宿主中间宿主人类传播菊头蝠携带相似冠状病毒穿山甲等可能携带相关病毒动物市场可能是早期传播点基因组同源性高达跨物种传播途径尚未完全确认人际传播导致全球蔓延96%病毒结构刺突蛋白S冠状突起，介导细胞附着核衣壳蛋白N保护基因组RNA膜蛋白M维持病毒形态包膜蛋白E参与病毒组装和释放刺突蛋白（蛋白）S12172氨基酸亚基构成单个蛋白分子负责受体结合S S1负责膜融合S2倍10-20结合亲和力较更强SARS-CoV核衣壳蛋白（蛋白）N结合1RNA与病毒基因组结合形成核糖核蛋白复合物基因调控2参与病毒合成过程RNA病毒组装3协助病毒组装和出芽免疫调节4干扰宿主免疫反应膜蛋白（蛋白）和包膜蛋白（蛋白）M E蛋白特性蛋白特性M E•病毒最丰富结构蛋白•数量最少的结构蛋白•三次跨膜结构•离子通道活性•决定病毒形态•病毒释放必需病毒基因组单链基因数量变异特征RNA约个核苷编码约种蛋白病毒高变异30,00029RNA酸质率基因排列复制酶结构蛋5--白辅助蛋白--3感染机制概述细胞识别蛋白与受体结合S ACE2细胞进入通过膜融合或内吞作用基因组释放释放到细胞质中RNA复制翻译利用宿主机制复制组装释放新病毒颗粒形成并释放细胞受体识别关键互作蛋白与结合1S RBD ACE2主要受体2是主要入侵途径ACE2辅助受体

3、等潜在辅助受体CD147NRP1受体分布ACE2ACE2广泛分布于呼吸道上皮细胞、肠道、心脏、血管内皮及肾脏蛋白与结合S ACE2受体结合域暴露1蛋白构象变化露出S RBD初始接触2与形成弱结合RBDACE2构象锁定3多点接触增强稳定性高亲和力结合4纳摩尔级结合力形成病毒进入细胞膜融合途径蛋白构象变化引发病毒膜与细胞膜直接融合S内吞途径病毒被包裹进入细胞形成内涵体内涵体中活化酸性环境触发蛋白构象变化S胞内膜融合病毒释放到细胞质RNA蛋白酶的作用TMPRSS2蛋白切割S1将蛋白切割为和亚基S S1S2活性位点暴露2暴露亚基的融合肽S2膜融合促进3加速病毒与细胞膜融合病毒释放RNA内涵体酸化内涵体形成值降低pH2病毒被包裹入细胞1构象变化蛋白构象重排S35释放RNA膜融合核衣壳解离，进入细胞质RNA4病毒膜与内涵体膜融合病毒基因组复制非结构蛋白合成复制转录复合物合成RNA和转录核心酶合成负链模板ORF1a ORF1b RdRpRNA翻译为多聚蛋白解旋酶和辅助因子基因组复制RNA蛋白酶切割形成种非结构蛋白形成双膜泡复制工厂亚基因组产生16mRNA病毒蛋白质合成基因组区域编码蛋白功能端非结构蛋白，复制5ORF1a/b酶中段蛋白病毒附着和进入S中段蛋白病毒组装和释放E中段蛋白病毒形态和组装M端蛋白结合和病毒组3N RNA装病毒粒子组装蛋白质运输1结构蛋白转运至内质网高尔基中间室-包装2RNA蛋白与基因组结合形成核糖核蛋白复合物N RNA芽生核糖核蛋白复合物与含有、、蛋白的膜结合M ES病毒粒子形成形成含有完整病毒成分的囊泡病毒释放出芽释放细胞裂解连续释放病毒颗粒通过外排作用释放严重感染导致细胞死亡和裂解单个细胞可释放数百个病毒颗粒传播途径气溶胶传播接触传播悬浮在空气中的微小颗粒接触被污染表面后触摸面部飞沫传播密切接触咳嗽、打喷嚏、说话产生的飞沫与感染者近距离接触空气传播气溶胶特性高风险环境•直径小于5微米•通风不良的室内•可悬浮数小时•人员密集场所•可传播数米距离•长时间暴露环境减少风险措施•改善通风系统使用过滤•HEPA限制室内人数•表面接触传播无症状传播40%24-48无症状比例症状前传播感染者中无症状比例症状出现前传染小时数67%传播贡献无症状和症状前传播占比超级传播事件合唱团练习餐厅传播邮轮疫情一人感染多达参与者空调气流促进传播封闭环境快速蔓延87%传播的影响因素个人防护口罩佩戴减少传播环境因素温湿度、通风条件社交行为接触频率和时长病毒因素病毒载量和变异株病毒变异概述聚合酶错误RNA复制过程中缺乏校对功能导致突变随机变异大多数变异不改变病毒特性选择压力有利变异在人群中传播并被选择变异积累多个变异组合产生新变异株主要变异株1Alpha B.

1.

1.72020年9月首次发现于英国传染性增加约50%2Beta B.

1.3512020年5月首次发现于南非部分逃避抗体中和3Gamma P.12020年11月首次发现于巴西增加再感染风险4Delta B.

1.

617.22020年10月首次发现于印度传染性增加约60%5Omicron B.

1.

1.5292021年11月首次发现于南非显著免疫逃逸能力蛋白变异S关键蛋白变异位点增强结合，逃避抗体，提高稳定性，增强传染性S N501Y ACE2E484K D614G L452R蛋白变异N功能影响检测挑战•RNA包装效率变化•部分检测靶向N蛋白•病毒组装速率影响•变异可降低检测灵敏度•宿主免疫识别变化•需更新检测试剂变异对传播能力的影响变异对致病性的影响变异株变异株变异株Alpha DeltaOmicron•住院风险增加约40%•住院风险增加约85%•住院风险降低约70%•死亡率增加约30%•重症风险增加约约120%•重症风险降低约65%变异对免疫逃逸的影响病毒适应性进化初始跨种传播从动物宿主传播至人类人类适应提高人传人效率的突变传播优化更高传染性变异出现免疫逃逸应对群体免疫压力毒力平衡朝更适合共存方向演化监测新变异基因测序样本采集获取完整基因组2收集阳性样本数据分析比对识别变异功能评估数据共享研究变异影响上传全球数据库防控策略概述个人防护口罩、手卫生、社交距离公共卫生措施检测、隔离、追踪、环境消毒医疗干预疫苗接种、药物治疗社会策略健康教育、行为改变口罩使用95%N95/KN95阻隔气溶胶效率70%医用外科口罩过滤飞沫效率50%布制口罩双层棉布阻隔率80%感染风险降低普遍正确佩戴效果社交距离推荐距离减少接触控制人数远程活动保持米安全距离避免握手和密切接触限制聚集规模鼓励在线工作学习1-2手部卫生正确洗手应使用肥皂和清水搓洗至少秒，注意指缝、指甲缝和拇指20环境消毒消毒剂类型有效浓度应用范围含氯消毒剂表面消毒500-1000ppm酒精小物品表面75%75%过氧化氢室内空间

0.5%季铵盐低风险区域

0.05-

0.2%检测策略核酸检测抗原检测抗体检测PCR•高灵敏度和特异性•快速获取结果15-30分钟•检测既往感染•可检测低病毒载量•操作简便•评估免疫反应•需专业设备和人员•适合大规模筛查•不适合早期诊断•结果通常需4-24小时•灵敏度较低•可评估疫苗反应隔离和追踪确诊病例隔离确诊患者至少隔离天10密接者识别追踪接触者并检测密接者隔离居家观察天14疫苗开发疫苗mRNA包含编码蛋白的，高效诱导免疫S mRNA灭活疫苗含完整灭活病毒，诱导多靶点免疫腺病毒载体疫苗利用腺病毒传递蛋白基因S亚单位疫苗包含蛋白的片段，安全性高S疫苗作用机制细胞激活T抗原呈递辅助细胞和细胞毒性细胞被激活T T2疫苗成分被抗原呈递细胞摄取1细胞激活B细胞识别抗原并分化B35记忆形成抗体产生产生免疫记忆应对未来感染4产生中和抗体阻断病毒疫苗接种策略青少年和儿童减少传播和群体保护1一般成年人2广泛社会免疫高风险职业人群3医护、教师、服务业高风险人群4老年人、基础疾病患者治疗药物抗病毒药物免疫调节剂•瑞德西韦•糖皮质激素•莫诺拉韦•托珠单抗•奈玛特韦/利托那韦•巴瑞替尼单克隆抗体•罗米拔单抗•卡西瑞单抗•索托维单抗重症治疗常规氧疗鼻导管或面罩给氧高流量氧疗用于中度呼吸衰竭无创通气或CPAP BiPAP有创机械通气气管插管，肺保护策略ECMO体外膜肺氧合，严重病例长期并发症神经系统症状呼吸系统影响心血管影响脑雾、头痛、嗅觉丧失肺功能下降、纤维化心肌炎、心律失常病毒持续进化的挑战新变异出现不断产生免疫逃逸变异疫苗有效性降低针对原始毒株设计的疫苗保护力下降更新加强接种开发多价疫苗或变异株特异疫苗新药物开发针对保守区域的广谱抗病毒药物全球合作全球健康安全依赖各国信息共享、疫苗公平分配、协调应对和联合研究公共卫生体系建设监测系统应急响应医疗能力•病原体监测网络•应急物资储备•重症救治中心•实时数据平台•定期演练培训•可转化医疗空间•预警指标体系•分级响应机制•专业人员培训个人防护意识提升健康知识普及卫生习惯培养口罩佩戴意识传播科学防疫知识勤洗手、咳嗽礼仪正确使用防护装备风险评估能力识别高风险场景科研创新社会经济影响

4.5%全球损失GDP2020年疫情冲击255M工作岗位流失全球全职工作当量97M极端贫困人口因疫情新增数量100%医疗系统压力重症监护床位使用率心理健康常见心理问题高风险人群•焦虑和恐慌•医护人员•抑郁情绪•COVID-19患者•孤独感•隔离人员•创伤后应激障碍•有心理史人群支持措施•心理热线•在线咨询•社区支持网络自助管理技巧•未来展望流行病学演变免疫屏障季节性流行常态化防控向地方性疾病转变疫苗和自然感染形成群体保类似流感模式循环出现融入公共卫生体系的持续防护控经验教训早期应对不足1低估传播风险，应对延迟医疗资源短缺防护物资和床位不足ICU成功经验快速科研反应，全社会动员总结感染机制复杂多途径入侵，全身影响病毒持续进化变异不断出现，需持续关注综合防控策略多层次防线，协同应对科学研究重要指导实践，不断创新参考文献与致谢刺突蛋白免疫逃逸特性•Wang Pet al.2021•Zhou Pet al.2020新冠病毒发现与基因组特征•Hoffmann Met al.2020细胞进入机制•Li Qet al.2022变异株传播特性比较•Zhang Let al.2021RNA复制机制•Chen Let al.2022疫苗保护效力研究•世界卫生组织COVID-19技术指南•中国疾病预防控制中心防控方案。