「冠状病毒」是一种什么样的病毒，其形态结构是怎样的？
- 什么是「冠状病毒」？
- 「冠状病毒」的形态结构是怎样的？
- 「冠状病毒」有何特点？
本问题将作为「知识库」栏目的一部分，你的创作将有机会被收录在相关话题的百科简介中，为知友们解答各种十万个是什么。
1.21更新
新型冠状病毒已经确定是新的血清型被WHO命名为2019-nCoV，也就是2019新型冠状病毒(这命名也太糙了)，目前病例上升明显。基本可以确定是可以人传人，但目前看来传播能力很差，突变程度不高。自然疫源不明，建议带口罩，勤洗手。
另2012年的中东呼吸综合征是另一个单独血清型MERS CoV
PS：B站说我的科普视频敏感给我封了视频。我就想知道，和这个知乎差不多的内容怎么就敏感了
原答
冠状病毒在分类层级上是科，冠状病毒科拉丁文名Coronaviridae, 简称CoV，因为外形呈球状，具有花瓣状的刺突，因此根据其形状，国际病毒命名委员会在1975年正式命名为「冠状病毒科」。目前已知的冠状病毒包括人类冠状病毒（HCoV）,猪、猫、犬、牛、兔、大鼠、小鼠肝炎病毒，以及禽冠状病毒等20多种脊椎动物的冠状病毒。
现有的可以感染人类的冠状病毒主要有四种血清型：
1、引起上呼吸道感染和普通感冒，可以引起婴幼儿间质性肺炎即非典型性肺炎（不是SARS）的人呼吸道冠状病毒，代表病毒株是HCoV-229E；
2、侵犯婴幼儿胃肠道黏膜引起急性腹泻和胃肠炎的人肠道冠状病毒，代表株是HCoV-OC43株；
3、主要感染动物的禽冠状病毒，avian CoV;
4、2003年发现的新型冠状病毒（novel CoV），主要引起一种新型严重呼吸系统综合征，我国也称之为传染性非典型性肺炎，正式名称叫做严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome, SARS），2003年4月加拿大和荷兰的科学家正是确定这是新型冠状病毒，命名为SARS冠状病毒
根据此次的武汉疫情，应当是一种新的血清型，如果经过病毒的序列分析可以确定这个病毒在基因层面上与其他四种血清型差别很大，那很有可能被命名为第五型；
SARS的生物学形状
SARS冠状病毒和其他冠状病毒在大小、形态和结构方面相似，但与其他冠状病毒的基因组同源性仅为56%-63%，氨基酸同源性也仅为57%-74%，所以被单独分离出一种血清型。SARS病毒是球形有包膜的RNA病毒，直径在100nm左右，包膜上有放射性的刺突。其基因组为单股正链RNA（+ssRNA），全长29727-29751b，约占基因组全长的三分之二是开放性读码框，基因组结构为5-pol-S-E-M-N-3，pol基因编码RNA依赖性RNA聚合酶及蛋白酶，S、E、M、N分别表达结构蛋白，某些病毒海边吗血凝素-酯酶蛋白。其中在感染中发挥重要作用的是S蛋白。
SARS病毒在体外环境可以存活较长时间，但是对于理化因子的抵抗力弱，在室温下可以在尿液存在10天，粪便和痰中存在5天，在血液中存在15天，在一般物体表面可以存在2-3天。但是病毒不耐热，56度90分钟或者75摄氏度30分钟即可灭活，紫外线照射60min也可以灭活。对有机溶剂和氧化消毒剂敏感，75%乙醇，0.1%过氧乙酸或者0.2%氯胺等消毒剂5min皆可灭活。
致病性和免疫性
SARS冠状病毒从呼吸道侵入，在呼吸道黏膜上皮细胞内复制增殖，并引起病毒血症，继而播散到各个组织器官，特别是最后定位于肺，脾脏以及淋巴组织。肺的急性病变主要是肺间质巨噬细胞和淋巴细胞大量渗出，导致肺水肿和肺实变以及形成透明膜病变，导致急性呼吸窘迫综合征（ARDS），发病三周后会出现肺纤维化。患者的急性期外周血中可以见到CD8+T细胞，CD4+T细胞，B细胞，NK细胞急剧降低。因此SARS病毒主要引起严重的肺部病变，伴有算上免疫系统的全身性疾病，患者死亡多由于多器官功能包括免疫功能衰竭导致。
流行病学
SARS潜伏期2-10天，不超过14天，主要传染源为显性感染。近年来发现蝙蝠冠状病毒和SARS冠状病毒同源性很高，可能蝙蝠是SARS的动物宿主。SARS可以经过呼吸道，消化道以及密切接触等多渠道传播。目前认为只有和SARS患者密切接触共同生活以及照顾患者的人才可能被传染，普通非密切接触者一般没有危险。致死率在10%左右，呈现家庭聚集性和医院内聚集性。
本次武汉的新型冠状病毒的基因组测序似乎还没完全出来，因此其生物学形状还有待研究，此外流行病学也有待调查。但是和SARS有一点相似，很有可能是动物冠状病毒发生突变成为可以感染人类的病毒。但是可以参考SARS的防治和流行病学进行公共卫生层面的预防。
了解冠状病毒，我们先看看什么是病毒。
1、 「病毒小到细菌根本看不到它」
很多小朋友已经在学校的实验室里通过显微镜观察到了细菌，我们惊叹细菌是非常微小的生物，但是病毒小到细菌根本看不到它！
我们无法通过普通显微镜观察到病毒，只能在电子显微镜下看到。科学家经常用「微米-千分之一毫米」来做单位表示细菌的大小，但是，是用「纳米-百万分之一毫米」做单位表示病毒的大小，很多病毒体积在100纳米左右。如果我们用病毒和铅笔的笔尖比较，就如同人体和地球进行比较。
2、 「病毒是介于生命和非生命之间的一种奇葩存在」
病毒是一种非常神奇的存在，在以往的认知中，我们能说花草、动物，这些是「生命体」，岩石、钢铁，这些是「非生命体」。我们的世界由生命体和非生命体组成，当这个知识碰到病毒后，需要更新了。
我们既不能说病毒是生命体，也不能说病毒不是生命体。
细胞是构成生命的基本物质，但是病毒连细胞核都没有，它仅仅是一层蛋白质的壳，里面包著一层遗传物质。
所以，在病毒进入人体前，我们不能说病毒是真正的「活著」，他们四处漂浮在空中，如碎片一般，等他们进入人体，就开始「复活」并开始繁殖。这也是病毒的恐怖之处。
3、 「病毒劫持了人体的细胞」
当病毒进入人体内，本身没有复制能力的病毒马上获得了超能力。他们会劫持我们健康的细胞，并利用细胞开始复制病毒。
被劫持的可怜细胞在不知不觉中制造出更多的病毒，直到整个细胞被感染。最终，这个成为病毒奴隶的细胞制造病毒到爆炸，释放病毒感染临近的细胞。很快的，病毒以极快的速度开始在人体扩散和蔓延开了.........
4、「我们的英雄-记忆细胞」
但是，我们的身体是非常强大的，面对病毒，它会拯救你。
每次我们感染病毒生病，身体会有特殊的细胞保卫我们的安全，称之为「记忆细胞」。记忆细胞如同一支强大的精英特战队，同时，它还携带著一个超级电脑，存储的就是关于如何识别和击败病毒的信息。每次和病毒战斗后，它会把病毒的高清头像群发出去，通知人体的免疫系统；所以多数时候病毒的攻击，都被我们自己的免疫系统击败和摧毁了。但是如果面对一些非常强大的病毒，他们会让我们的免疫系统失灵或遭受破坏，我们的精英特战队有时也会败下阵来。
5、「病毒有时是打不垮的小强」
在医学上，我们可以用消毒和抗生素的药物来杀死细菌，但是，在与病毒的战争中，人类碰到了很大的难题。
首先，我们说过，病毒是一个介于生命体与非生命体的奇葩存在，比隐形战机更恐怖。病毒通常具有极强的耐高温耐寒性，如乙肝病毒，可以在100摄氏度的沸水中存活10分钟以上；而且，抗生素类的常规药物如青霉素是对付细菌的，对付病毒就会完全无效。
目前对付病毒最有效的方式是疫苗，疫苗激活我们的免疫系统，让我们身体中的精英特战队更高效的识别病毒，快速投入战争，建立更坚固的防线，阻止病毒的复制与繁殖。
你知道吗，其实我们可以说疫苗就是细菌或者病毒的一种，我们对疫苗的注射就是让少量的可以控制的病毒进入体内，使我们的免疫系统对某个病毒产生深刻的记忆，可以看做是特战队进行了一次有针对性的演习，当病毒大部队来袭的时候，可以快速的消灭他们。
人类对病毒最大的一次胜利是对天花的战争，是因为天花病毒有一个猪队友-牛天花，长的和天花一样，但是破坏力非常小。牛天花作为疫苗注射进入人体基本不会产生破坏，但身体的免疫系统快速的记住了天花的样子。但对付其它的病毒就没那么幸运了，比如流感病毒，为啥每年要打流感疫苗，因为病毒还有变异和升级的功能，每年它都能演变出新的版本。
不用沮丧人类现在还不能完全取得对病毒的胜利，毕竟对它们的研究，我们开始的时间并不长，19世纪初人们意识到病毒的存在，20世纪初人们通过电子显微镜才看到真正的病毒。因为，它太小了啊。
6、「有两个超强技能的冠状病毒」
病毒的形态多种多样，有球形的，方形的，子弹状的，杆状的，丝状的。而冠状病毒相貌清奇，表面上布满了凸起，像国王的王冠，所以被人们命名为「冠状病毒」。
冠状病毒是一个非常可怕的存在，它有两个恐怖的技能。一旦进入人体，我们免疫系统的记忆细胞面对冠状病毒都成了睁眼瞎，直接罢工休息了，让敌人肆意活动。冠状病毒靠著这种逆天的手段，侵入人体，在我们的呼吸道进行疯狂的破坏。
让人体在感染病毒后，出现「咳嗽」、「头疼」、「发烧」……同时，冠状病毒的技能二是这个家伙还有强大的创新能力，很有想法，经常会变异，不时有新的成员加入，03年肆虐的「非典」就是它的变种。
冠状病毒依靠这两个强大的技能，成为了我们恐怖的敌人。
7、「积极备战，应对冠状病毒」
对面现在的新型冠状病毒，还需要进一步的研究，目前，我们还是以预防为主：
- 多锻炼身体、保持良好的生活习惯，早起早睡，提升自己的免疫能力，建立自己坚固的防线。这不仅仅是面对本次的冠状病毒，有健康的体魄，我们的身体才能在每次和病毒的战争中有更多的机会获胜。
- 不要去人群聚集处，注意卫生，记得佩戴口罩，勤洗手，不要给病毒感染我们的机会。
人类最早发现人体内的冠状病毒的历史源自于1965年，医生和科学家Tyrrell和Bynoe因为他们的一些病人因为感染某种病毒而出现感冒症状，通过研究他们找到了这类病毒，并被他们命名为B814；差不多时间，Hamre和Procknow成功培养了一种类似的病毒，被称为229E。[1]
随后美国国家卫生机构的科学家通过器官培养了这类病毒，并开始用OC序列来命名。Tyrell的团队后续通过电子显微镜，终于确认了这类有著冠状突起的病毒是一类新的病毒。OC43 和229E就是最早被发现的两类感染人的冠状病毒了。这类病毒曾是当时美国儿童上呼吸道感染的主要病毒之一。[1]2003年SARS爆发以来，已经有6种新的能感染人冠状病毒被发现，这次武汉爆发的就是第7种新型冠状病毒。
这些图片带著大家一起来认识下这类病毒，看看他们长啥样。最重要的是最后一张。欢迎转发收藏。
图1是1975年在透射电镜下观察到的禽传染性支气管炎病毒，也是冠状病毒家族一员。冠状病毒是外有包膜，从其自身蛋白质衣壳上发散出病毒包膜粒，在显微镜下投影形成了冠状的日晕，因此被称为冠状病毒。图片来自于美国国家疾病控制中心(CDC)的Fred Murphy博士和Sylvia Whitfield。
图2的透射电镜照片上揭示了OC43冠状病毒微粒。图片由美国国家疾病控制中心（CDC）Erskine Palmer博士1981年制作。
图3就是2003年爆发的SARS的罪魁祸首——负染法透射电镜下的SARS病毒颗粒。SARS病毒颗粒也是冠状病毒的一种。图片来自于美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）。
图4是2003年的一张肺部组织标本的显微照片，显示了SARS冠状病毒（SARS-CoV）造成的病理组织变化，包括弥漫的肺泡损伤，以及图片中央一个没有明显吞噬病毒的并多核巨细胞。图片来自于美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）。
图5同样取自2003年一个未知组织样本上冠状病毒微粒的透射电镜照片，可以清晰的看到微粒表面上一个个向外扩散的冠状光晕。2003年确认了这种冠状病毒是造成SARS的病原体。图片由美国国家疾病控制中心（CDC）的C. D. Humphrey和T. G. Ksiazek制作。
图6是2012年爆发了近些年第二场较大规模的冠状病毒造成的流行疾病，MERS中东呼吸综合症。图片就是透射电镜下MERS冠状病毒形态的超微结构。图片由美国国家疾病控制中心（CDC）的Maureen Metcalfe和Azaibi Tamin博士制作。
图7来自于2014年美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）研究人员在透射电镜下观察到的单个球状的MERS中东呼吸综合症冠状病毒的超微结构细节。
图8是2014年美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）与科罗拉多州立大学研究人员通过扫描透射电镜揭示的MERS中东呼吸综合症冠状病毒在骆驼上皮细胞膜上的状态。
图9来自于2014年美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）研究人员在透射电镜下观察到的三个球状的MERS中东呼吸综合症冠状病毒的超微结构细节。
参考
- ^abKahn, et, al., History and Recent Advances in Coronavirus Discovery, The Pediatric Infectious Disease Journal. 2005
冠状病毒科 (Coronaviridae)，属套式病毒目（尼多病毒目)(Nidovirales)；同样属套式病毒目的还有动脉炎病毒科 (Arteriviridae)。
该类病毒为单股正链RNA病毒，直径约80-120nm，有囊膜、纤突，衣壳螺旋对称；基因组大小为27-32kb，5』端有帽子结构，3』端有Poly(A)尾，RNA具有感染性，基因组顺序为聚合酶基因-S基因（编码糖蛋白）-E基因（小包膜蛋白）-M基因（糖蛋白）-N基因（核衣壳蛋白）；释放方式为从内质网出芽成熟，以胞吐的方式释放。
冠状病毒科依据遗传学和血清学差异，分为α、β、γ、δ四个属；不同属之间无抗原交叉反应。
其中α属代表病毒如猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）、猪流行性腹泻病毒（PDE）；β属代表病毒如SARS-Cov、MERS-Cov，这两种病毒是对公众安全有严重威胁的。
冠状病毒有严格的宿主特异性，各种冠状病毒一般只对本宿主致病，跨种传播极为罕见。
其中SARS-CoV在2003年的流行中，造成大陆病例5328例，死亡348例；起源于沙特（首发病例）的MERS-CoV，截止2018年9月16日，据世界卫生组织（WHO）公布数据显示，全球累计实验室确诊的感染MERS-CoV病例共2254例，其中800例死亡（病死率35.5%）。
以SARS-CoV为例，冠状病毒主要通过呼吸道传播感染，呼吸道飞沫和近距离接触可能造成病毒传播，但SARS患者的粪便、尿液、血液中曾检出病毒；SARS和MERS的重症病例均出现高热、头痛、咳嗽、呼吸衰竭等症状；SARS-CoV的潜伏期可在2-14天之间。
传染源上，SARS-CoV来源于野生动物，资料显示SARS-CoV通过菊头蝠、果子狸最终传播给人；MERS-CoV同样来自于野生动物，如骆驼、蝙蝠；而今天2019n-CoV的来源也实锤为菊头蝠，和SARS-CoV同源。（此外，蝙蝠、果子狸、浣熊等野生动物为人类提供了诸如HIV、尼帕病毒、汉坦病毒等多种病原，还是RABV、炭疽、森林脑炎病毒等病原的保存宿主，同时可能携带蠕虫或原虫等寄生虫）
防控上，根据对SARS-CoV和MERS-CoV的研究，冠状病毒对热敏感，保持56℃30分钟、乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒（同济医院《新型冠状病毒肺炎诊疗快速指南》）。100nm直径的病毒可穿过绝大多数口罩，但外科医用口罩、N95口罩可有效防止飞沫和其中的病原进入呼吸道，非密切接触者和医护人员戴两层医用口罩可起到保护作用（真遇到没就医的患者对著你打喷嚏，戴N95也很难有多少作用）。
治疗上，SARS-CoV、MERS-CoV和2019n-CoV均无特效药物，通过糖皮质激素抑制炎症反应可减轻肺部水肿渗出，即呼吸困难症状，为体液免疫的应答争取时间（所以防控是重中之重）；SARS-CoV的经验是体液免疫良好，病愈患者均无复发。
评论区有朋友询问2019-nCoV来源于菊头蝠的说法，我把我看到的文章贴上来。（SARS前后钟南山院士就担忧菊头蝠再次传播病毒，没想到一语成谶）
看到这一题我就在想，如果是讲给高中生听，怎样回答才能既保证准确又足够简单呢？
作为一名高中生物学老师，优势是知道高中阶段会学些什么，也知道课本里那些地方有病毒相关的知识。如果你是一名高三学生，建议把人教版生物学必修三册课本（2004年初审通过版）从头到尾翻了一遍，将于病毒相关的知识点搜集了一番。
以下是我搜集到的内容，整理思维导图如下（按页码排序），仅供参考。
高中生物课本中没有一个专门章节来介绍病毒，而是在各册书中散乱出现。我们把这些知识重新组织一下。整理思维导图如下（按照逻辑顺序）。
有了以上的生物学基础知识，我们就可以稍稍拓展一下了。
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第一部分：新型冠状病毒是病毒
1.1病毒的最大特点：没有细胞结构
病毒没有细胞结构。因为没有细胞结构，所以有些人并不认同病毒是生物；有些认为病毒能够在细胞中繁殖下一代病毒，可以认为是生物；还有人觉得引起疯牛病的朊病毒也可以讨论一下。各种说法都有道理，高中阶段的看法是：病毒属于生物，遗传物质是核酸。朊病毒不属于生物。
1.2病毒结构很简单。
高中课本中有两个模式图，可以做个比较。
其他版本有这样的。
大道至简，无招胜有招啊。功能越简单，反而越耐久。
1.3病毒之间的差距非常大，新型冠状病毒位置在哪？
病毒与病毒之间的差距有可能比人类和草履虫之间的差距还要大。细胞生物之间能找出很多相同点，比如都有细胞膜、细胞质、核糖体等，遗传物质都是DNA。但是病毒之间，比如烟草花叶病毒和噬菌体，连遗传物质都不同。细胞生物的中心法则是相同的，但是病毒的可以分为图2的几种，如果要细分，情况会更加复杂。
在图5表格中，新型冠状病毒（SARS-Cov-2）应该放在哪个位置呢？
答案是，新型冠状病毒属于正链RNA病毒（别著急，后面会解释这句话是啥意思）。
第二部分：新型冠状病毒的基本结构与增殖过程
2.1 新型冠状病毒的基本结构
冠状病毒的名字与它的结构密切相关，其遗传物质是单链的RNA。其内部核衣壳部分的物质组成为蛋白质和RNA；病毒包膜是冠状病毒入胞的必备结构，由蛋白质和脂质组成。。
图6中，A 图为冠状病毒结构模式图，B 图冠状病毒包膜（上）与内部核衣壳（下），C图为烟草花叶病毒。
如果去掉病毒包膜再去和烟草花叶病毒比较，看著就比较像了吧。像冠状病毒这样的称为有包膜病毒，而烟草花叶病毒属于无包膜病毒
冠状病毒是怎么进入细胞完成增殖过程的呢？
这一部分我尽量说简单些，但是有些名词还是要解释一下。不解释这些，就没办法说清楚，希望大家能理解。
2.2一些必要的名词解释
2.2.1正链RNA与负链RNA碱基互补。
（+）RNA，具有polyA尾巴，可翻译蛋白质。
（-）RNA，负链RNA，正链RNA为模板复制转录而来，不翻译蛋白质。（-）RNA是中间过程所必需的，以此为模板形成（+）RNA。
2.2.2冠状病毒的基因是RNA
gRNA指的是基因组RNA（genomic RNA），是病毒的全长RNA。（+）gRNA是病毒的遗传物质，与其他物质共同组成子代病毒。
sgRNAs指的是亚基因组RNA（Subgenomic RNAs），最后的S表示复数形式。是病毒的全长RNA的一部分。
2.2.3复制、转录与翻译
复制（replication），基因组复制得到子代基因组，在这里是（+）gRNA复制得到（-）gRNA，（-）gRNA复制得到（+）gRNA。
转录（transcript），基因组信息流向RNA（高中课本中的转录是DNA信息到RNA）。
翻译（translation），RNA信息流到蛋白质。
RTCs（replication transcript complexes），复制转录复合体，参与病毒RNA的复制和转录。
明白了以上名词的含义，我们来看看新型冠状病毒SARS-Cov-2的繁殖过程。
2.3 新型冠状病毒的增殖过程简述
相信这个图大家在很多公众号都见到过，我们也用这张图来解释一下。
病毒与膜上的受体结合后被允许入胞，遗传物质RNA从病毒壳中脱离，并利用细胞内部的翻译系统得到复制转录必须的蛋白质，之后复制、转录、翻译得到组成病毒的全部物质，组装得到子代病毒并胞吐出细胞。
好了，这是我能想到的最简略的解释了，水平有限，大家不要难为我。英语好的同学可以去看英文论文吧。
第三部分：特别说给在校高中生的话
高中生特别要注意，这部分内容和高中知识不太一样。
- 不是所有的病毒都是裂解出细胞的。
- 核酸和蛋白质是所用病毒共有的，有些病毒还可能有脂质。
- 本文中复制、转录、翻译的概念与高中课本的不一样，考试以课本为准。
有些时候，知道的越多越迷茫，想的越多越不会做题。学习是学习，考试是考试；学习是为了求真，考试是为了得分。2020，加油吧！
参考文献：
[1] 高中生物学课本（2019版）必修Ⅰ第11页，必修Ⅱ第44页，
[2]https://weibo.com/u/1773261093?is_hot=1#_rnd1582725471326
[3] To Sing Fung and Ding Xiang Liu. Human Coronavirus: Host-Pathogen Interaction. Annual Review of Microbiology, 2019.
文章网址：https://doi.org/10.1146/annurev-micro-020518-115759
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