病毒抗原性

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③病毒抗原性：由于人冠状病毒分离较难，对器官培养分出的毒株缺乏简便定型方法，而冠状病毒抗原性又较弱，不易制出高效价特异性免疫血清，因此人冠状病毒有多少血清型别，至今还不清楚。目前用细胞培养分出的各株冠状病毒经中和试验证明都是同型，这可能反映细胞培养的敏感性有限，仅能支持一个型冠状病毒生长及繁殖。用器官培养分出的LP株，在抗原性上与细胞分离株密切相关，看来后者不是独自组成一个血清型；器官培养株中OC43与OC38株几乎相同，OC44株也密切相关，但后者不能适应于乳鼠脑中增殖，其它各株间虽也有不同程度单项或双向低滴度交叉反应，但相关不明显。

应用双向免疫电泳检测冠状病毒220E株及OC43株，它们都具有3种电泳速度的抗原，都是带负电荷，未发现有正电荷抗原，这两种冠状病毒的3种抗原都没有交叉反应。应用这3种抗原制作单价特异性免疫血清，都具有补体结合活性；但仅用慢速移行的抗原制作免疫血清可以具有中和及血凝抑制作用，这种抗原具有最强的免疫原性。从患坏死性肠炎新生儿粪便中分离出冠状病毒巴黎株，它在抗原性上与OC43株密切相关；应用免疫电镜及免疫印迹实验发现人呼吸道冠状病毒OC43株与人肠道冠状病毒有明显交叉反应。

冠状病毒可以分为三个抗原组。在每一个血清组中，病毒根据其自然宿主、核苷酸序列及血清学的关系来分类。大多数冠状病毒仅自然感染一种动物种属，或者至多是有限数目的紧密关联的种属。体内病毒复制可以是散布的，导致系统性感染。或者局限到几种细胞类型，通常是呼吸道或者肠道的上皮细胞和巨嗜细胞，引起局部性感染。几种冠状病毒，包括禽传染性支气管炎病毒（IBV），鼠肝炎病毒（MHV），人冠状病毒229E（HCoV-229E）,以及猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）完整基因组的核苷酸序列，证实了这些不同的冠状病毒的基因组结构有相似性。

S糖蛋白在病毒粒子表面形成大的花瓣样突起。这种强糖基化蛋白质蛋白质的分子质量大约是150～180ku。S分为三个结构域（从N-到C-末端）：一个大的胞外域进一步分为两个亚结构域S1和S2；一个跨膜结构域以及一个短羧基末端的胞质结构域。S1亚结构域包括该分子N-末端的一半并且形成了突起的球形部分，其含有负责结合到易感细胞膜特定受体的序列。S1序列是多变的，在冠状病毒不同株以及分离物中含有不同程度的缺失和替换。S1序列中的突变涉及病毒抗原性以及致病性的改变。与之相反，S2序列更保守。S2是乙酰化的含有两个七氨基酸重复结构域呈一种螺旋化螺旋（coiled-coil）结构。事实上，证实了成熟的S蛋白质形成寡聚物，最可能是三聚体（trimer）。因此S2亚结构域可能组成了病毒突起的茎部。在大多数MHV株以及牛冠状病毒（BCoV）中，180ku的S蛋白质在病毒成熟时或者成熟后被细胞蛋白酶切割以产生在病毒突起中仍然保持非共价连接的S1和S2蛋白质。不同冠状病毒中S切割的程度不同，还依赖于宿主细胞类型。S切割为S1和S2可以促进细胞融合活性或者病毒的感染性，但是甚至是未被切割的S蛋白仍然能以较低的效率介导细胞与细胞的融合以及病毒包膜与宿主细胞膜的融合。抗原组Ⅰ中冠状病毒的S蛋白质不被切割，尽管如此，这些病毒中的一些例如猫传染性腹膜炎病毒（FIPV）能够介导细胞到细胞的融合。S糖蛋白有几个重要的生物学功能。针对S的单克隆抗体能够中和病毒的感染性，与此相符观察到S蛋白质与细胞受体结合。MHV的S蛋白的受体结合结构域位于S1结构域的N末端330哥氨基酸内。因此S1结构域的氨基酸序列能够决定动物中的冠状病毒的靶细胞特异性。

S蛋白质还引起病毒包膜与宿主细胞膜融合，有时是细胞与细胞的融合。单独冠状病毒S蛋白质的表达就能够引起含有受体的细胞的融合。最有可能是S2内部的亲水序列提供的膜融合活性。然而，融合活性可受S2以及S1中多个位点的序列的影响。S蛋白质还有几种其它的生物学活性。BcoV和HCoV-OC43的S蛋白质还能够含有多糖的结合9-O-乙酰化的神经氨基，并且有凝血活性。这种结合涉及这些病毒感染中的第一步。因此，S是在冠状病

毒感染的生物学以及致病性中起关键作用的大的多功能蛋白质。发现某些抗原组Ⅱ冠状病毒以及火鸡冠状病毒（TCoV）(抗原组Ⅲ)的病毒粒子上有HE糖蛋白，是二硫键连接的65～70ku蛋白质的二聚体，在病毒粒子上形成短突起。该蛋白质的存在与否甚至在抗原组Ⅱ冠状病毒中也是高度变化的，并且在连续培养病毒传代时其结构频繁突变或者完全缺失，说明HE蛋白质对病毒复制不重要，有趣的是冠状病毒的HE蛋白质与流感病毒C的血凝素蛋白质有30℅的氨基酸序列相似，并且可能来自流感C病毒HE mRNA与古老冠状病毒基因组RNA的重组。与BCoV和HCoV-OC43的S蛋白质相似，不同冠状病毒的HE蛋白质结合9-O-乙酰化的神经氨酸残基，可能有助于冠状病毒的血凝和血细胞吸附活性。正像其名字那样，HE有乙酰酯酶活性，其从9-O-乙酰化的神经氨酸切割乙酰基团，从而防止或者逆转了S或者HE引起的凝血或者血细胞吸附。这些特点说明HE可能涉及病毒进入感染细胞或者病毒从感染细胞释放。事实上，某些针对BcoV的HE的单克隆抗体能够中和病毒的感染性。在这种病毒中，HE可能介导病毒与细胞膜最初的吸附，但是随后的病毒进入步骤最可能是，以和其它冠状病毒相似的机制，需要S蛋白质与特定受体的相互作用。

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