针对新冠病毒SARS-CoV-2/COVID-19，Science期刊研究进展一览（第3期）
来源：本站原创 2020-07-28 19:07
2020年7月28日讯/生物谷BIOON/---自2019年12月8日以来，中国湖北省武汉市报告了几例病因不明的肺炎。大多数患者在当地的华南海鲜批发市场工作或附近居住。在这种肺炎的早期阶段，严重的急性呼吸道感染症状出现了，一些患者迅速发展为急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）、急性呼吸衰竭和
2020年7月28日讯/生物谷BIOON/---自2019年12月8日以来，中国湖北省武汉市报告了几例病因不明的肺炎。大多数患者在当地的华南海鲜批发市场工作或附近居住。在这种肺炎的早期阶段，严重的急性呼吸道感染症状出现了，一些患者迅速发展为急性呼吸窘迫综合征
（acute respiratory distress syndrome, ARDS）、急性呼吸衰竭和其他的严重并发症。2020年1月7日，中国疾病预防控制中心（China CDC）从患者的咽拭子样本中鉴定出一种新型冠状病毒，最初被世界卫生组织（WHO）命名为2019-nCoV。大多数2019-nCoV肺炎患者的
症状较轻，预后良好。到目前为止，一些患者已经出现严重的肺炎，肺水肿，ARDS或多器官功能衰竭和死亡。
2020年2月11日，世卫组织将这种疾病病重命名为2019年冠状病毒病（COVID-19）。同一天，负责分类和命名病毒的的国际病毒分类学委员会的冠状病毒研究小组在bioRxiv上发表了一篇文章，指出该研究小组已经决定，新型冠状病毒2019-nCoV是导致2002-2003年爆发严 重急性呼吸综合征（SARS）冠状病毒（SARS-CoV）的变种。因此，将这种新病原体重新命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒2号（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2），或SARS-CoV-2。值得注意的一点是，尽管国际病毒分类委员会冠状病毒研究小组将 病毒命名为SARS-CoV-2，但该研究小组主席John Ziebuhr认为这个名字（SARS-CoV-2）和SARS（严重急性呼吸综合征，也称非典型肺炎）没有关联。不过，这种病毒的重新命名引起了不少争议。据《科学》网站报道，世界卫生组织不满意SARS-CoV-2这个名字，而且不打 算采用此名称。
冠状病毒可引起多种动物的多系统感染。在此之前已有6种冠状病毒可以感染人类，它们主要引起人类的呼吸道感染：两种高度致命性的冠状病毒，即严重急性呼吸道综合征（SARS）冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征（MERS）冠状病毒（MERS-CoV）；4种可导致温 和的上呼吸道疾病的冠状病毒，即HCoV-OC43、HCoV-229E、HCoV-NL63和HCoV-HKU1。
基于此次疫情给中国和全世界带来严重的危害，小编针对Science期刊上发表的2019-nCoV/COVID-19研究进行一番梳理，以飨读者。
1.Science全文编译！我国科学家从结构上揭示一种强效的治疗性抗体中和SARS-CoV-2和SARS-CoV机制
doi:10.1126/science.abc5881
据世界卫生组织（WHO）统计，截至2020年6月8日，2019年冠状病毒病(COVID-19)大流行已导致200多个国家/地区的700多万感染，并造成40万人死亡。导致这次大流行的病原体是一种新出现的冠状病毒：SARS-CoV-2，它与密切相关的SARS-CoV同属于冠状病毒科β冠状病 毒属B谱系。位于SARS-CoV-2和SARS-CoV包膜的刺突糖蛋白（S）具有大约80%的氨基酸序列一致性，而且这两种病毒均利用人血管紧张素转化酶2（hACE2）进入宿主细胞。细胞进入是通过S蛋白同源三聚体介导的病毒-受体结合实现的，然后是病毒-宿主膜融合，其中这种 结合是通过S蛋白的受体结合结构域（RBD）进行的。破坏S蛋白在感染建立中所发挥的这一关键作用是中和抗体的主要目标，也是治疗性干预和疫苗设计的重点。
SARS-CoV和SARS-CoV-2的RBD具有大约75%的氨基酸序列一致性，因此有可能发现靶向RBD的交叉中和抗体。在一项新的研究中，来自中国科学院、中国科学院大学、中国军事医学科学院、中国食品药品检定研究院、中国医学科学院、北京协和医学院、北京神州细胞生物技 术公司和北京义翘神州科技公司的研究人员通过使用噬菌体展示技术，构建出一个抗体库，该抗体库是从由用重组SARS-CoV RBD免疫的小鼠的外周淋巴细胞中提取的RNA产生的。利用SARS-CoV-2 RBD作为筛选噬菌体抗体库的靶点，寻找潜在的命中目标。将显示与SARS- CoV-2 RBD紧密结合的抗体作为嵌合抗体进行进一步优化，并使用基于水泡性口炎病毒（VSV）的假型病毒系统测试它们的中和活性。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structural basis for neutralization of SARS-CoV-2 and SARS-CoV by a potent therapeutic antibody”。
2.Science论文详细解读！COVID-19封锁导致全球与人类有关的地球振动减少了50%
doi:10.1126/science.abd2438
在一项新的研究中，来自比利时、英国、瑞士、奥地利、芬兰、荷兰、德国、法国、爱尔兰、西班牙、意大利、希腊、挪威、卢森堡、罗马尼亚、墨西哥、美国、加拿大、哥斯达黎加、玻利维亚、秘鲁、智利、土耳其、伊朗、澳大利亚和新西兰的研究人员发现在封锁期 间，人类活动的减少导致地球上与人类相关的振动在2020年3月至5月间平均下降了50%。这段安静期很可能是由社会疏远措施、服务业和工业关闭、旅游和旅行人数下降的全球总影响造成的，是有记录以来最长、最明显的地震噪音（seismic noise）安静时期。相关研究 结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Global quieting of high-frequency seismic noise due to COVID-19 pandemic lockdown measures”。
这项新的研究表明由人类引起的“地震噪音”的减弱在人口稠密的地区更为明显。相对安静的环境让科学家们能够监听到之前被掩盖的地震信号，可以帮助我们比以往更清晰地区分人类引起的地震噪音和自然地震噪音。
论文共同作者、英国帝国理工学院地球科学与工程系的Stephen Hicks博士说，“自从我们开始使用庞大的地震仪监测网络对地球进行详细监测以来，这段安静期可能是人类造成的地震噪音最长和最大的抑制。我们的研究独特地凸显了人类活动对固体地球的影响有多大， 可以让我们比以往任何时候都更清楚地看到人类和自然噪音的区别。”
3.Science：新研究追踪在巴西流行的SARS-CoV-2毒株的传播率和起源
doi:10.1126/science.abd2161
在一项新的研究中，来自巴西、英国、法国和比利时的研究人员进行了一项研究，旨在追踪目前在巴西流通的主要SARS-CoV-2毒株的传播率和起源。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Evolution and epidemic spread of SARS-CoV-2 in Brazil”。
这些研究人员指出，由于当地领导人的努力，最初为减缓这种病毒在巴西的传播所做的努力似乎是有效的---但随着这种病毒向该国其他地区的传播，COVID-19疫情也在加快发展。为了了解更多关于这种病毒的信息，以及为何它能够如此迅速地传播，他们使用了多种工具 。第一种工具可分析巴西全国各地描述的感染流动性、感染率和死亡方面的数据。他们还包括未报告由 COVID-19引起但可能是由它引起的死亡病例---大多数仅被标记为严重急性呼吸道感染。在这项研究的第一部分中，他们利用这些数据进行模型模拟。这些模型模拟结 果显示，关闭疫情热点地区的商店和学校可以减缓这种病毒的传播。但是若忽视它，则不会实现这种延缓。
4.Science：构建出更稳定的SARS-CoV-2刺突蛋白，有助加快COVID-19疫苗开发
doi:10.1126/science.abd0826
针对快速开发数十亿剂救命的COVID-19疫苗的需求，来自美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员在一项新的研究中成功地重新设计了新型冠状病毒SARS-CoV-2的一种关键蛋白，这种改造可以使得全世界更快更稳定地生产疫苗。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在 Science期刊上，论文标题为“Structure-based design of prefusion-stabilized SARS-CoV-2 spikes”。论文通讯作者为德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学系副教授Jason McLellan、德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学系副教授Ilya Finkelstein和德克萨斯大 学奥斯汀分校化学工程系教授Jennifer A. Maynard。论文第一作者为McLellan实验室博士后研究员Ching-Lin Hsieh。
大多数冠状病毒候选疫苗都会训练人类免疫系统识别SARS-CoV-2病毒表面的一种关键蛋白，即刺突蛋白（S），以对抗感染。这些作者设计了这种蛋白的一种新版本，当在细胞中表达时，它产生的蛋白数量是早前已在多种COVID-19疫苗中使用的合成刺突蛋白的10倍。他们 还与美国国家卫生研究院的同事们一起设计了在目前进入美国临床试验的至少两种COVID-19候选疫苗中发现的早期版本的刺突蛋白。
这种称为HexaPro的新蛋白版本也比这些研究人员早期开发的刺突蛋白版本更稳定，这应该使得它更容易存储和运输。即使在热应激下、在室温下储存期间和经过多次冻融，它也能保持其形状。这些特性是一种强效的疫苗所需要的。
5.Science：详细解读预防下一次大流行病所需采取的措施和付出的经济成本
doi:10.1126/science.abc3189
迄今为止，COVID-19造成的损失至少为2.6万亿美元，并且可能是这个数字的10倍。这是100年来全球最大的一次大流行病。在出现6个月后，它已经造成60多万人死亡，并正在对全球经济产生重大影响。美国普林斯顿大学生态学和进化生物学教授Andrew Dobson问道，“ 如果要防止这种情况再次发生，需要花费多少钱？为实现这一目标需要采取哪些主要行动？”他和美国杜克大学的同事Stuart Pimm组建了一个研究团队来寻求答案。
如今，这个研究团队在2020年7月24日的Science期刊上发表了一篇标题为“Ecology and economics for pandemic prevention”的政策论坛文章。在这篇文章中，这个由流行病学家、野生动物疾病生物学家、保护工作者、生态学家和经济学家组成的多学科团队认为，每 年300亿美元的投资将很快就能收回成本。
Pimm说，“本世纪以来，至少还有4种病毒性病原体出现在人类群体中。预防方面的投资很可能是未来人类健康和全球经济的最佳保险。”
6.Science：在COVID-19大流行期间，生育率可能会下降
doi:10.1126/science.abc9520
纵观历史，战争和饥荒导致的死亡率飙升之后，出生率会增加，而西班牙流感导致生育率暂时下降，然后在“婴儿潮（baby boom）”期间恢复。在一项新的研究中，来自意大利博科尼大学的Arnstein Aassve、Nicolò Cavalli、Letizia Mencarini和Samuel Plach和佛罗 伦萨大学的Massimo Livi Bacci发现与这一历史趋势相反的是，COVID-19卫生紧急事件似乎将导致生育率下降，却没有过去导致生育高峰的因素。相关研究结果发表在2020年7月24日的Science期刊上，论文标题为“The COVID-19 pandemic and human fertility”。
这些作者强调了人口发展和人口转型阶段的差异，以便从现有研究中准确地得出结论。Arnstein Aassve说，“虽然很难做出精确的预测，但一个可能的情况是生育率将下降，至少在高收入国家和短期内会如此。”
7.Science：快速识别和隔离有症状的COVID-19患者可缩短平均系列间隔
doi:10.1126/science.abc9004
在一项新的研究中，来自中国香港大学、大连民族大学、北京师范大学、英国剑桥大学、法国巴斯德研究所和美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现识别和分离有症状的COVID-19感染者可以缩短平均系列间隔（serial interval）。相关研究结果于2020年7月21日 在线发表在Science期刊上，论文标题为“Serial interval of SARS-CoV-2 was shortened over time by nonpharmaceutical interventions”。在这篇论文中，他们描述他们在全球大流行初期对中国患者的研究以及他们取得的发现。论文通讯作者为香港大学的 Benjamin J. Cowling博士。论文第一作者为香港大学的Sheikh Taslim Ali、Eric H. Y. Lau和剑桥大学的Lin Wang。
2019年12月，随着武汉的人们明显被一种新的病毒感染，中国的官员们在没有疫苗甚至没有药物治疗患者的情形下开始采取措施阻止这种病毒的传播。这些官员使用了他们唯一的工具：隔离和口罩令。在这项新的研究中，这些研究人员研究了系列间隔对这种疾病传播的 影响。
像COVID-19这样的传染病的系列间隔被定义为从一个感染者出现症状到另一个人被该感染者感染并开始出现症状的时间段。为了进一步了解它对疫情的影响，这些研究人员研究了武汉市人民在疫情早期阶段的平均系列间隔。他们还注意到，在这次大流行的早期阶段，人 们认为COVID-19的平均系列间隔大约为8天。这是因为SARS-CoV和MERS-CoV都是这个时间。但是随着数据的获得，人们发现COVID-19的平均系列间隔并不是一个单一的数字，而是会随着情况的变化而变化。
8.Science：从结构上揭示新冠病毒蛋白Nsp1关闭宿主蛋白合成机制
doi:10.1126/science.abc8665
在一项新的研究中，来自德国慕尼黑大学和乌尔姆大学医学中心的研究人员确定了大流行性冠状病毒SARS-CoV-2如何抑制受感染细胞中的蛋白合成，并且发现它有效地解除了人体先天免疫系统的武装。相关研究结果于2020年7月17日在线发表在Science期刊上，论文标题 为“Structural basis for translational shutdown and immune evasion by the Nsp1 protein of SARS-CoV-2”。
新型冠状病毒SARS-CoV-2所编码的非结构蛋白1（Nsp1）对宿主细胞具有破坏性的作用。事实上，Nsp1是这种病毒用来确保自身在人类宿主中复制和传播的核心武器之一。近20年前，与SARS-CoV-2存在亲缘关系的SARS-CoV冠状病毒疫情爆发后，Nsp1就已被确认为一种致病 因子，在当时它被发现能抑制受感染细胞的蛋白合成。如今，在这项新的研究中，这些研究人员发现了是什么让Nsp1如此强效。在这篇论文中，他们详细描述了这种蛋白的作用模式。
9.Science：协调退出战略对避免欧洲大陆爆发第二次新冠肺炎疫情至关重要
doi:10.1126/science.abc5096
在一项新的研究中，来自英国南安普顿大学等研究机构的研究人员发现欧洲国家在解除封锁措施时需要共同努力，以防止COVID-19病例在欧洲大陆再次上升。相关研究结果于2020年7月17日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Assessing the impact of coordinated COVID-19 exit strategies across Europe”。
这项研究人员发现，如果联系紧密的国家在没有协调努力的情况下过早地结束它们的非药物干预措施（non-pharmaceutical intervention），如社会疏远和自我隔离，那么导致COVID-19的新型冠状病毒SARS-CoV-2疫情的任何一次反弹将提前至多五周。这将使得扩大检测 计划和开发新疗法或疫苗的时间减少。
10.Science：新研究揭示融合前后的SARS-CoV-2刺突蛋白呈现出不同的形状
doi:10.1126/science.abd4251
SARS-CoV-2表面的棒状刺突蛋白在这次COVID-19大流行中起着至关重要的作用。这种刺突蛋白通过ACE2受体与人体细胞结合，然后急剧改变形状，发生折叠刀类似的弯折，从而将细胞膜与冠状病毒的外膜融合，这就打开了冠状病毒感染的大门。
在一项新的研究中，来自美国波士顿儿童医院和哈佛医学院的研究人员首次将融合前和融合后的刺突蛋白冻结显示。他们还捕捉到了这种刺突蛋白的一些令人惊讶的特征，其中它也是我们开发的抗体靶向的主要蛋白，也是如今用于人体测试的大多数疫苗中使用的蛋白。 相关研究结果于2020年7月21日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Distinct conformational states of SARS-CoV-2 spike protein”。论文通讯作者为波士顿儿童医院的Bing Chen博士。他们认为这些意想不到的特征可能有助于SARS-CoV-2躲避免疫系统，在环境 中存活更长时间。它们还可能对疫苗和治疗开发产生影响。
Chen及其同事们利用低温电子显微镜技术，建立了SARS-CoV-2和细胞膜融合前和融合后的刺突蛋白结构。他们显示，在融合后的状态下，这种刺突蛋白呈现出一种刚性的发夹形状，并折叠到自己身上。耐人寻味的是，他们还发现，在SARS-CoV-2没有与ACE2受体结合的情 形下，这种蛋白有时会过早地从原来的“融合前”形状变成“融合后”形状。
11.Science：在未来会有更多的病毒从动物跳跃到人类身上
doi:10.1126/science.abc0017
新型冠状病毒SARS-CoV-2并不是第一个从动物跳跃到人类身上并造成严重破坏的病毒。人类免疫缺陷病毒（HIV）、埃博拉病毒、猪流感病毒、禽流感病毒、SARS-CoV和MERS-CoV都是如此。这个名单还在继续增加，而且还会越来越长。
在一篇发表在Science期刊上的观点类型文章中，由美国圣地亚哥动物园（San Diego Zoo Global）的研究人员领导的一个国家团队呼吁科学家和野生动物专家在出售新鲜肉类、鱼类和农产品的露天市场（湿市场）、野生动物养殖场和其他潜在的疾病热点地区对动物进行 常规病毒检测。
这些病毒的基因序列将被添加到一个共同的数据库中，供科学家们监测和学习。一个想法是要从简单地对疾病爆发做出反应，转变为对其进行预测，并从集中监测工作转变为全球范围内的局部监测。
12.Science：发现重症COVID-19患者的特征---I型干扰素反应缺乏和炎症加重
doi:10.1126/science.abc6027
在一项新的研究中，来自法国的研究人员鉴定出他们认为是重症COVID-19患者的典型特征。相关研究结果于2020年7月13日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Impaired type I interferon activity and inflammatory responses in severe COVID-19 patients” 。在这篇论文中，他们描述了他们对法国50名COVID-19患者的研究，以及他们从中学到的东西。
在这项新的研究中，这些研究人员研究了法国医院中50名症状各异的患者---从那些轻微咳嗽的患者到使用呼吸机的患者。他们的目标是在症状严重的患者中找到共同的因素。在分析这些患者的血液、组织、免疫细胞和其他样本时，他们员发现了他们认为是严重感染者的 特征---干扰素反应缺乏和炎症加重的结合。他们认为这一特征可能是重症COVID-19患者的标志。这些研究人员认为，他们的发现可能会导致新的治疗方法，以提高干扰素对感染的反应，同时也减少炎症。
13.Science：揭示强效中和SARS-CoV-2的人类抗体的共同分子特征
doi:10.1126/science.abd2321
在一项新的研究中，来自美国斯克里普斯研究所的研究人员在人类中和SARS-CoV-2---一种导致COVID-19疾病的新型冠状病毒---的抗体中发现了共同的分子特征。他们回顾了他们的实验室和其他实验室在过去几个月里在康复的COVID-19患者中发现的近300种抗SARS-CoV-2 抗体。他们注意到这些抗体中的一部分可极其强效地中和这种病毒，而且这些强效抗体的一部分都是由同一个抗体基因IGHV3-53编码的。相关研究结果于2020年7月13日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structural basis of a shared antibody response to SARS-CoV-2”。
这些研究人员使用了一种称为X射线晶体学的强大工具，对其中的两种附着在SARS-CoV-2靶位点上的抗体进行了成像。由此产生的这种相互作用的原子结构细节应当对疫苗设计者以及希望开发靶向SARS-CoV-2上相同位点的抗病毒药物的科学家们有用。
14.Science：新研究揭示为何美国在减缓新冠病毒传播方面没有像中国那样取得成功
doi:10.1126/science.abb8001
新型冠状病毒SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）导致2019年冠状病毒病（COVID-19），如今正在全球肆虐。在COVID-19疫情爆发的早期，中国采取了严格的隔离措施和其他限制措施，试图减缓这种冠状病毒的传播。
根据一项新的研究，这些措施取得了成功。在不到一个月的时间里，中国每天的新增病例数趋于平稳，此后逐渐减少。相关研究结果发表在2020年6月26日的Science期刊上，论文标题为“Changes in contact patterns shape the dynamics of the COVID-19 outbreak in China”。这项研究由来自中国复旦大学、湖南省疾病预防控制中心、意大利ISI基金会、布鲁诺-凯斯勒基金会和美国国家卫生研究院和东北大学的研究人员领导。论文通讯作者为复旦大学公共卫生学院的余宏杰（Hongjie Yu）教授和布鲁诺-凯斯勒基金会的Marco Ajelli。
论文共同作者Alessandro Vespignani说，“人群中接触者的减少才是中国疫情真正减轻的原因。这是一项表明社交距离是有效的研究。”
15.Science：探究COVID-19以及缓解和抑制策略对中低收入国家的影响
doi:10.1126/science.abc0035; doi:10.1126/science.abd1668
由SARS-CoV-2病毒引起的COVID-19大流行是对全球健康的重大威胁，截至2020年5月26日，全球已确认540万例病例和34.4万例死亡。迄今为止，各国的经验都强调了COVID-19疫情给国家卫生系统带来的巨大压力，即使在资源相对丰富的环境下，对重症监护室床位和机械呼吸机的需求也会迅速超过它们的供应。这对资源匮乏的环境有潜在的深远影响，这是因为在这样的环境中，医疗护理和相关资源（如氧气）的质量和可获得性通常较差。
在一项新的研究中，来自英国帝国理工学院、伦敦卫生与热带医学院、牛津大学、利物浦热带医学院和美国布朗大学的研究人员试图了解可能导致COVID-19大流行在中低收入国家产生不同影响的因素，并评估在当前全球流行病状况下，这些国家可能采取的抑制和缓解策略。相关研究结果于2020年6月12日在线发表在Science期刊上，论文标题为“The impact of COVID-19 and strategies for mitigation and suppression in low- and middle-income countries”。
这些研究人员结合人口学、接触模式、疾病严重程度、卫生保健能力和质量方面的数据，以了解COVID-19疫情的影响并为针对它的控制策略提供信息。低收入国家的较年轻人口可能会降低总体风险，但有限的卫生系统能力加上更密切的代际接触在很大程度上抵消了这种好处。减缓但不阻断传播的缓解策略仍将导致COVID-19流行病迅速淹没卫生系统，低收入国家由于可用的医疗服务较差而出现大量超额死亡。迄今为止，在已经开展抑制工作的国家中，低收入国家行动较早。然而，在这些情况下，需要维持或更频繁地启动这一行动，以保持疫情在现有的卫生能力的控制之下，这将对这些国家更广泛的健康、福利和经济产生相关的有害后果。
16.Science：重大进展！秦川课题组发现初次感染SARS-CoV-2的猴子对这种病毒产生短期的免疫力
doi:10.1126/science.abc5343
新型冠状病毒SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）导致2019年冠状病毒病（COVID-19），如今正在全球肆虐。在一项新的研究中，来自中国医学科学院实验动物研究所、北京协和医学院比较医学中心和首都医科大学的研究人员报道感染了SARS-CoV-2的受试恒河猴在随后长 达28天的时间里都不会再被感染。相关研究结果于2020年7月2日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Primary exposure to SARS-CoV-2 protects against reinfection in rhesus macaques”。论文通讯作者为中国医学科学院实验动物研究所和北京协和医学院比较 医学中心的秦川（Chuan Qin）教授。
虽然这些恒河猴表现出了初始的免疫力，但目前还不清楚这种免疫力在人类身上会持续多久---这需要等待数月甚至数年的时间才能知道在这次大流行开始时感染的数百万人是否免受再次感染。（生物谷 Bioon.com）
2020年2月11日，世卫组织将这种疾病病重命名为2019年冠状病毒病（COVID-19）。同一天，负责分类和命名病毒的的国际病毒分类学委员会的冠状病毒研究小组在bioRxiv上发表了一篇文章，指出该研究小组已经决定，新型冠状病毒2019-nCoV是导致2002-2003年爆发严 重急性呼吸综合征（SARS）冠状病毒（SARS-CoV）的变种。因此，将这种新病原体重新命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒2号（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2），或SARS-CoV-2。值得注意的一点是，尽管国际病毒分类委员会冠状病毒研究小组将 病毒命名为SARS-CoV-2，但该研究小组主席John Ziebuhr认为这个名字（SARS-CoV-2）和SARS（严重急性呼吸综合征，也称非典型肺炎）没有关联。不过，这种病毒的重新命名引起了不少争议。据《科学》网站报道，世界卫生组织不满意SARS-CoV-2这个名字，而且不打 算采用此名称。
冠状病毒可引起多种动物的多系统感染。在此之前已有6种冠状病毒可以感染人类，它们主要引起人类的呼吸道感染：两种高度致命性的冠状病毒，即严重急性呼吸道综合征（SARS）冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征（MERS）冠状病毒（MERS-CoV）；4种可导致温 和的上呼吸道疾病的冠状病毒，即HCoV-OC43、HCoV-229E、HCoV-NL63和HCoV-HKU1。
基于此次疫情给中国和全世界带来严重的危害，小编针对Science期刊上发表的2019-nCoV/COVID-19研究进行一番梳理，以飨读者。
1.Science全文编译！我国科学家从结构上揭示一种强效的治疗性抗体中和SARS-CoV-2和SARS-CoV机制
doi:10.1126/science.abc5881
据世界卫生组织（WHO）统计，截至2020年6月8日，2019年冠状病毒病(COVID-19)大流行已导致200多个国家/地区的700多万感染，并造成40万人死亡。导致这次大流行的病原体是一种新出现的冠状病毒：SARS-CoV-2，它与密切相关的SARS-CoV同属于冠状病毒科β冠状病 毒属B谱系。位于SARS-CoV-2和SARS-CoV包膜的刺突糖蛋白（S）具有大约80%的氨基酸序列一致性，而且这两种病毒均利用人血管紧张素转化酶2（hACE2）进入宿主细胞。细胞进入是通过S蛋白同源三聚体介导的病毒-受体结合实现的，然后是病毒-宿主膜融合，其中这种 结合是通过S蛋白的受体结合结构域（RBD）进行的。破坏S蛋白在感染建立中所发挥的这一关键作用是中和抗体的主要目标，也是治疗性干预和疫苗设计的重点。
H014是一种具有治疗价值的B谱系冠状病毒交叉中和抗体，图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abc5881。
SARS-CoV和SARS-CoV-2的RBD具有大约75%的氨基酸序列一致性，因此有可能发现靶向RBD的交叉中和抗体。在一项新的研究中，来自中国科学院、中国科学院大学、中国军事医学科学院、中国食品药品检定研究院、中国医学科学院、北京协和医学院、北京神州细胞生物技 术公司和北京义翘神州科技公司的研究人员通过使用噬菌体展示技术，构建出一个抗体库，该抗体库是从由用重组SARS-CoV RBD免疫的小鼠的外周淋巴细胞中提取的RNA产生的。利用SARS-CoV-2 RBD作为筛选噬菌体抗体库的靶点，寻找潜在的命中目标。将显示与SARS- CoV-2 RBD紧密结合的抗体作为嵌合抗体进行进一步优化，并使用基于水泡性口炎病毒（VSV）的假型病毒系统测试它们的中和活性。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structural basis for neutralization of SARS-CoV-2 and SARS-CoV by a potent therapeutic antibody”。
2.Science论文详细解读！COVID-19封锁导致全球与人类有关的地球振动减少了50%
doi:10.1126/science.abd2438
在一项新的研究中，来自比利时、英国、瑞士、奥地利、芬兰、荷兰、德国、法国、爱尔兰、西班牙、意大利、希腊、挪威、卢森堡、罗马尼亚、墨西哥、美国、加拿大、哥斯达黎加、玻利维亚、秘鲁、智利、土耳其、伊朗、澳大利亚和新西兰的研究人员发现在封锁期 间，人类活动的减少导致地球上与人类相关的振动在2020年3月至5月间平均下降了50%。这段安静期很可能是由社会疏远措施、服务业和工业关闭、旅游和旅行人数下降的全球总影响造成的，是有记录以来最长、最明显的地震噪音（seismic noise）安静时期。相关研究 结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Global quieting of high-frequency seismic noise due to COVID-19 pandemic lockdown measures”。
这项新的研究表明由人类引起的“地震噪音”的减弱在人口稠密的地区更为明显。相对安静的环境让科学家们能够监听到之前被掩盖的地震信号，可以帮助我们比以往更清晰地区分人类引起的地震噪音和自然地震噪音。
论文共同作者、英国帝国理工学院地球科学与工程系的Stephen Hicks博士说，“自从我们开始使用庞大的地震仪监测网络对地球进行详细监测以来，这段安静期可能是人类造成的地震噪音最长和最大的抑制。我们的研究独特地凸显了人类活动对固体地球的影响有多大， 可以让我们比以往任何时候都更清楚地看到人类和自然噪音的区别。”
3.Science：新研究追踪在巴西流行的SARS-CoV-2毒株的传播率和起源
doi:10.1126/science.abd2161
在一项新的研究中，来自巴西、英国、法国和比利时的研究人员进行了一项研究，旨在追踪目前在巴西流通的主要SARS-CoV-2毒株的传播率和起源。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Evolution and epidemic spread of SARS-CoV-2 in Brazil”。
这些研究人员指出，由于当地领导人的努力，最初为减缓这种病毒在巴西的传播所做的努力似乎是有效的---但随着这种病毒向该国其他地区的传播，COVID-19疫情也在加快发展。为了了解更多关于这种病毒的信息，以及为何它能够如此迅速地传播，他们使用了多种工具 。第一种工具可分析巴西全国各地描述的感染流动性、感染率和死亡方面的数据。他们还包括未报告由 COVID-19引起但可能是由它引起的死亡病例---大多数仅被标记为严重急性呼吸道感染。在这项研究的第一部分中，他们利用这些数据进行模型模拟。这些模型模拟结 果显示，关闭疫情热点地区的商店和学校可以减缓这种病毒的传播。但是若忽视它，则不会实现这种延缓。
4.Science：构建出更稳定的SARS-CoV-2刺突蛋白，有助加快COVID-19疫苗开发
doi:10.1126/science.abd0826
针对快速开发数十亿剂救命的COVID-19疫苗的需求，来自美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员在一项新的研究中成功地重新设计了新型冠状病毒SARS-CoV-2的一种关键蛋白，这种改造可以使得全世界更快更稳定地生产疫苗。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在 Science期刊上，论文标题为“Structure-based design of prefusion-stabilized SARS-CoV-2 spikes”。论文通讯作者为德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学系副教授Jason McLellan、德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学系副教授Ilya Finkelstein和德克萨斯大 学奥斯汀分校化学工程系教授Jennifer A. Maynard。论文第一作者为McLellan实验室博士后研究员Ching-Lin Hsieh。
图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abd0826。
大多数冠状病毒候选疫苗都会训练人类免疫系统识别SARS-CoV-2病毒表面的一种关键蛋白，即刺突蛋白（S），以对抗感染。这些作者设计了这种蛋白的一种新版本，当在细胞中表达时，它产生的蛋白数量是早前已在多种COVID-19疫苗中使用的合成刺突蛋白的10倍。他们 还与美国国家卫生研究院的同事们一起设计了在目前进入美国临床试验的至少两种COVID-19候选疫苗中发现的早期版本的刺突蛋白。
这种称为HexaPro的新蛋白版本也比这些研究人员早期开发的刺突蛋白版本更稳定，这应该使得它更容易存储和运输。即使在热应激下、在室温下储存期间和经过多次冻融，它也能保持其形状。这些特性是一种强效的疫苗所需要的。
5.Science：详细解读预防下一次大流行病所需采取的措施和付出的经济成本
doi:10.1126/science.abc3189
迄今为止，COVID-19造成的损失至少为2.6万亿美元，并且可能是这个数字的10倍。这是100年来全球最大的一次大流行病。在出现6个月后，它已经造成60多万人死亡，并正在对全球经济产生重大影响。美国普林斯顿大学生态学和进化生物学教授Andrew Dobson问道，“ 如果要防止这种情况再次发生，需要花费多少钱？为实现这一目标需要采取哪些主要行动？”他和美国杜克大学的同事Stuart Pimm组建了一个研究团队来寻求答案。
如今，这个研究团队在2020年7月24日的Science期刊上发表了一篇标题为“Ecology and economics for pandemic prevention”的政策论坛文章。在这篇文章中，这个由流行病学家、野生动物疾病生物学家、保护工作者、生态学家和经济学家组成的多学科团队认为，每 年300亿美元的投资将很快就能收回成本。
Pimm说，“本世纪以来，至少还有4种病毒性病原体出现在人类群体中。预防方面的投资很可能是未来人类健康和全球经济的最佳保险。”
6.Science：在COVID-19大流行期间，生育率可能会下降
doi:10.1126/science.abc9520
纵观历史，战争和饥荒导致的死亡率飙升之后，出生率会增加，而西班牙流感导致生育率暂时下降，然后在“婴儿潮（baby boom）”期间恢复。在一项新的研究中，来自意大利博科尼大学的Arnstein Aassve、Nicolò Cavalli、Letizia Mencarini和Samuel Plach和佛罗 伦萨大学的Massimo Livi Bacci发现与这一历史趋势相反的是，COVID-19卫生紧急事件似乎将导致生育率下降，却没有过去导致生育高峰的因素。相关研究结果发表在2020年7月24日的Science期刊上，论文标题为“The COVID-19 pandemic and human fertility”。
这些作者强调了人口发展和人口转型阶段的差异，以便从现有研究中准确地得出结论。Arnstein Aassve说，“虽然很难做出精确的预测，但一个可能的情况是生育率将下降，至少在高收入国家和短期内会如此。”
7.Science：快速识别和隔离有症状的COVID-19患者可缩短平均系列间隔
doi:10.1126/science.abc9004
在一项新的研究中，来自中国香港大学、大连民族大学、北京师范大学、英国剑桥大学、法国巴斯德研究所和美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现识别和分离有症状的COVID-19感染者可以缩短平均系列间隔（serial interval）。相关研究结果于2020年7月21日 在线发表在Science期刊上，论文标题为“Serial interval of SARS-CoV-2 was shortened over time by nonpharmaceutical interventions”。在这篇论文中，他们描述他们在全球大流行初期对中国患者的研究以及他们取得的发现。论文通讯作者为香港大学的 Benjamin J. Cowling博士。论文第一作者为香港大学的Sheikh Taslim Ali、Eric H. Y. Lau和剑桥大学的Lin Wang。
在中国大陆，SARS-CoV-2的平均系列间隔随时间显著缩短，图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abc9004。
2019年12月，随着武汉的人们明显被一种新的病毒感染，中国的官员们在没有疫苗甚至没有药物治疗患者的情形下开始采取措施阻止这种病毒的传播。这些官员使用了他们唯一的工具：隔离和口罩令。在这项新的研究中，这些研究人员研究了系列间隔对这种疾病传播的 影响。
像COVID-19这样的传染病的系列间隔被定义为从一个感染者出现症状到另一个人被该感染者感染并开始出现症状的时间段。为了进一步了解它对疫情的影响，这些研究人员研究了武汉市人民在疫情早期阶段的平均系列间隔。他们还注意到，在这次大流行的早期阶段，人 们认为COVID-19的平均系列间隔大约为8天。这是因为SARS-CoV和MERS-CoV都是这个时间。但是随着数据的获得，人们发现COVID-19的平均系列间隔并不是一个单一的数字，而是会随着情况的变化而变化。
8.Science：从结构上揭示新冠病毒蛋白Nsp1关闭宿主蛋白合成机制
doi:10.1126/science.abc8665
在一项新的研究中，来自德国慕尼黑大学和乌尔姆大学医学中心的研究人员确定了大流行性冠状病毒SARS-CoV-2如何抑制受感染细胞中的蛋白合成，并且发现它有效地解除了人体先天免疫系统的武装。相关研究结果于2020年7月17日在线发表在Science期刊上，论文标题 为“Structural basis for translational shutdown and immune evasion by the Nsp1 protein of SARS-CoV-2”。
新型冠状病毒SARS-CoV-2所编码的非结构蛋白1（Nsp1）对宿主细胞具有破坏性的作用。事实上，Nsp1是这种病毒用来确保自身在人类宿主中复制和传播的核心武器之一。近20年前，与SARS-CoV-2存在亲缘关系的SARS-CoV冠状病毒疫情爆发后，Nsp1就已被确认为一种致病 因子，在当时它被发现能抑制受感染细胞的蛋白合成。如今，在这项新的研究中，这些研究人员发现了是什么让Nsp1如此强效。在这篇论文中，他们详细描述了这种蛋白的作用模式。
9.Science：协调退出战略对避免欧洲大陆爆发第二次新冠肺炎疫情至关重要
doi:10.1126/science.abc5096
在一项新的研究中，来自英国南安普顿大学等研究机构的研究人员发现欧洲国家在解除封锁措施时需要共同努力，以防止COVID-19病例在欧洲大陆再次上升。相关研究结果于2020年7月17日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Assessing the impact of coordinated COVID-19 exit strategies across Europe”。
这项研究人员发现，如果联系紧密的国家在没有协调努力的情况下过早地结束它们的非药物干预措施（non-pharmaceutical intervention），如社会疏远和自我隔离，那么导致COVID-19的新型冠状病毒SARS-CoV-2疫情的任何一次反弹将提前至多五周。这将使得扩大检测 计划和开发新疗法或疫苗的时间减少。
10.Science：新研究揭示融合前后的SARS-CoV-2刺突蛋白呈现出不同的形状
doi:10.1126/science.abd4251
SARS-CoV-2表面的棒状刺突蛋白在这次COVID-19大流行中起着至关重要的作用。这种刺突蛋白通过ACE2受体与人体细胞结合，然后急剧改变形状，发生折叠刀类似的弯折，从而将细胞膜与冠状病毒的外膜融合，这就打开了冠状病毒感染的大门。
在一项新的研究中，来自美国波士顿儿童医院和哈佛医学院的研究人员首次将融合前和融合后的刺突蛋白冻结显示。他们还捕捉到了这种刺突蛋白的一些令人惊讶的特征，其中它也是我们开发的抗体靶向的主要蛋白，也是如今用于人体测试的大多数疫苗中使用的蛋白。 相关研究结果于2020年7月21日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Distinct conformational states of SARS-CoV-2 spike protein”。论文通讯作者为波士顿儿童医院的Bing Chen博士。他们认为这些意想不到的特征可能有助于SARS-CoV-2躲避免疫系统，在环境 中存活更长时间。它们还可能对疫苗和治疗开发产生影响。
图片来自Pixabay/CC0 Public Domain。
Chen及其同事们利用低温电子显微镜技术，建立了SARS-CoV-2和细胞膜融合前和融合后的刺突蛋白结构。他们显示，在融合后的状态下，这种刺突蛋白呈现出一种刚性的发夹形状，并折叠到自己身上。耐人寻味的是，他们还发现，在SARS-CoV-2没有与ACE2受体结合的情 形下，这种蛋白有时会过早地从原来的“融合前”形状变成“融合后”形状。
11.Science：在未来会有更多的病毒从动物跳跃到人类身上
doi:10.1126/science.abc0017
新型冠状病毒SARS-CoV-2并不是第一个从动物跳跃到人类身上并造成严重破坏的病毒。人类免疫缺陷病毒（HIV）、埃博拉病毒、猪流感病毒、禽流感病毒、SARS-CoV和MERS-CoV都是如此。这个名单还在继续增加，而且还会越来越长。
在一篇发表在Science期刊上的观点类型文章中，由美国圣地亚哥动物园（San Diego Zoo Global）的研究人员领导的一个国家团队呼吁科学家和野生动物专家在出售新鲜肉类、鱼类和农产品的露天市场（湿市场）、野生动物养殖场和其他潜在的疾病热点地区对动物进行 常规病毒检测。
这些病毒的基因序列将被添加到一个共同的数据库中，供科学家们监测和学习。一个想法是要从简单地对疾病爆发做出反应，转变为对其进行预测，并从集中监测工作转变为全球范围内的局部监测。
12.Science：发现重症COVID-19患者的特征---I型干扰素反应缺乏和炎症加重
doi:10.1126/science.abc6027
在一项新的研究中，来自法国的研究人员鉴定出他们认为是重症COVID-19患者的典型特征。相关研究结果于2020年7月13日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Impaired type I interferon activity and inflammatory responses in severe COVID-19 patients” 。在这篇论文中，他们描述了他们对法国50名COVID-19患者的研究，以及他们从中学到的东西。
在这项新的研究中，这些研究人员研究了法国医院中50名症状各异的患者---从那些轻微咳嗽的患者到使用呼吸机的患者。他们的目标是在症状严重的患者中找到共同的因素。在分析这些患者的血液、组织、免疫细胞和其他样本时，他们员发现了他们认为是严重感染者的 特征---干扰素反应缺乏和炎症加重的结合。他们认为这一特征可能是重症COVID-19患者的标志。这些研究人员认为，他们的发现可能会导致新的治疗方法，以提高干扰素对感染的反应，同时也减少炎症。
13.Science：揭示强效中和SARS-CoV-2的人类抗体的共同分子特征
doi:10.1126/science.abd2321
在一项新的研究中，来自美国斯克里普斯研究所的研究人员在人类中和SARS-CoV-2---一种导致COVID-19疾病的新型冠状病毒---的抗体中发现了共同的分子特征。他们回顾了他们的实验室和其他实验室在过去几个月里在康复的COVID-19患者中发现的近300种抗SARS-CoV-2 抗体。他们注意到这些抗体中的一部分可极其强效地中和这种病毒，而且这些强效抗体的一部分都是由同一个抗体基因IGHV3-53编码的。相关研究结果于2020年7月13日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structural basis of a shared antibody response to SARS-CoV-2”。
图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abd2321。
这些研究人员使用了一种称为X射线晶体学的强大工具，对其中的两种附着在SARS-CoV-2靶位点上的抗体进行了成像。由此产生的这种相互作用的原子结构细节应当对疫苗设计者以及希望开发靶向SARS-CoV-2上相同位点的抗病毒药物的科学家们有用。
14.Science：新研究揭示为何美国在减缓新冠病毒传播方面没有像中国那样取得成功
doi:10.1126/science.abb8001
新型冠状病毒SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）导致2019年冠状病毒病（COVID-19），如今正在全球肆虐。在COVID-19疫情爆发的早期，中国采取了严格的隔离措施和其他限制措施，试图减缓这种冠状病毒的传播。
根据一项新的研究，这些措施取得了成功。在不到一个月的时间里，中国每天的新增病例数趋于平稳，此后逐渐减少。相关研究结果发表在2020年6月26日的Science期刊上，论文标题为“Changes in contact patterns shape the dynamics of the COVID-19 outbreak in China”。这项研究由来自中国复旦大学、湖南省疾病预防控制中心、意大利ISI基金会、布鲁诺-凯斯勒基金会和美国国家卫生研究院和东北大学的研究人员领导。论文通讯作者为复旦大学公共卫生学院的余宏杰（Hongjie Yu）教授和布鲁诺-凯斯勒基金会的Marco Ajelli。
论文共同作者Alessandro Vespignani说，“人群中接触者的减少才是中国疫情真正减轻的原因。这是一项表明社交距离是有效的研究。”
15.Science：探究COVID-19以及缓解和抑制策略对中低收入国家的影响
doi:10.1126/science.abc0035; doi:10.1126/science.abd1668
由SARS-CoV-2病毒引起的COVID-19大流行是对全球健康的重大威胁，截至2020年5月26日，全球已确认540万例病例和34.4万例死亡。迄今为止，各国的经验都强调了COVID-19疫情给国家卫生系统带来的巨大压力，即使在资源相对丰富的环境下，对重症监护室床位和机械呼吸机的需求也会迅速超过它们的供应。这对资源匮乏的环境有潜在的深远影响，这是因为在这样的环境中，医疗护理和相关资源（如氧气）的质量和可获得性通常较差。
在一项新的研究中，来自英国帝国理工学院、伦敦卫生与热带医学院、牛津大学、利物浦热带医学院和美国布朗大学的研究人员试图了解可能导致COVID-19大流行在中低收入国家产生不同影响的因素，并评估在当前全球流行病状况下，这些国家可能采取的抑制和缓解策略。相关研究结果于2020年6月12日在线发表在Science期刊上，论文标题为“The impact of COVID-19 and strategies for mitigation and suppression in low- and middle-income countries”。
这些研究人员结合人口学、接触模式、疾病严重程度、卫生保健能力和质量方面的数据，以了解COVID-19疫情的影响并为针对它的控制策略提供信息。低收入国家的较年轻人口可能会降低总体风险，但有限的卫生系统能力加上更密切的代际接触在很大程度上抵消了这种好处。减缓但不阻断传播的缓解策略仍将导致COVID-19流行病迅速淹没卫生系统，低收入国家由于可用的医疗服务较差而出现大量超额死亡。迄今为止，在已经开展抑制工作的国家中，低收入国家行动较早。然而，在这些情况下，需要维持或更频繁地启动这一行动，以保持疫情在现有的卫生能力的控制之下，这将对这些国家更广泛的健康、福利和经济产生相关的有害后果。
16.Science：重大进展！秦川课题组发现初次感染SARS-CoV-2的猴子对这种病毒产生短期的免疫力
doi:10.1126/science.abc5343
新型冠状病毒SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）导致2019年冠状病毒病（COVID-19），如今正在全球肆虐。在一项新的研究中，来自中国医学科学院实验动物研究所、北京协和医学院比较医学中心和首都医科大学的研究人员报道感染了SARS-CoV-2的受试恒河猴在随后长 达28天的时间里都不会再被感染。相关研究结果于2020年7月2日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Primary exposure to SARS-CoV-2 protects against reinfection in rhesus macaques”。论文通讯作者为中国医学科学院实验动物研究所和北京协和医学院比较 医学中心的秦川（Chuan Qin）教授。
SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）的透射电镜图，图片来自NIAID RML。
虽然这些恒河猴表现出了初始的免疫力，但目前还不清楚这种免疫力在人类身上会持续多久---这需要等待数月甚至数年的时间才能知道在这次大流行开始时感染的数百万人是否免受再次感染。（生物谷 Bioon.com）
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