新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情在全世界范围内爆发，SARS-CoV-2也成为海内外学者的重点研究对象，得益于此，人类对SARS-CoV-2的认知也越来越清晰具体，而这些科学研究结果最终都将成为人类对抗SARS-CoV-2的有力武器。

病毒复制周期可划分为吸附、侵入、脱壳、病毒大分子的合成以及病毒的装配与释放五个阶段，其中，病毒入侵细胞过程是十分关键的一步。

但是，直接用病毒毒株进行研究，需要实验室安全级别达到三级以上，极大地限制了新冠病毒研究，因此科研人员构建了假病毒。假病毒只能感染一次细胞，安全性高，能够模拟病毒入侵细胞的过程。

近日，中国医学科学院/北京协和医学院病原生物学研究所的研究人员在国际顶级学术期刊 Nature 子刊 Nature Communications 杂志上发表了题为：Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV 的研究论文。

此项研究构建了SARS-CoV-2 S蛋白假病毒系统和293T的hACE2稳转细胞系，以此确定SARS-CoV-2的易感细胞系、病毒受体、侵入途径和蛋白酶激活，揭示了SARS-CoV-2入侵人体细胞的具体分子过程。

自2002年以来，冠状病毒(CoV)共引起了三次人畜共患疾病，例如2002-2003年的SARS-CoV，2012年的MERS-CoV以及2019年底新出现的SARS-CoV-2。然而，在新冠疫情肆虐全球的大背景下，目前人类对SARS-CoV-2乃至冠状病毒的了解还远远不够。

已有研究表明，CoV通过表面的刺突蛋白（S蛋白）与受体结合，从而介导膜融合和病毒入侵。S蛋白含有两个亚基——S1和S2，且S1的N端和C端可划分为两个独立的结构域——NTD和CTD，两者均可作为受体结合域(RBD)。

SARS-CoV和MERS-CoV都使用CTD来结合它们的受体——人血管紧张素转换酶2(hACE2)。值得注意的是，已有研究报道，SARS-CoV-2与SARS-CoV在S蛋白的氨基酸同源性上较高，且同样也以hACE2作为受体。

CoV的S蛋白是典型的Ⅰ类病毒融合蛋白，这意味着蛋白的酶裂解是激活S蛋白所必需的。根据病毒株和细胞类型的不同，S蛋白可能被一种或几种宿主蛋白酶切割，包括弗林蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、跨膜丝氨酸蛋白酶2/4(TMPRSS-2/4)和人气道胰蛋白酶样蛋白酶(HAT)。然而，这些蛋白酶能否促进 SARS-CoV-2进入细胞仍然是难以捉摸的。

研究人员利用SARS-CoV-2 S蛋白假病毒系统，筛选了一组人和猴细胞系，证实人血管紧张素转换酶2(hACE2)是SARS-CoV-2的受体，并在293T/hACE2细胞系中发现SARS-CoV-2主要通过内吞作用进入细胞。

研究人员还通过实验证明组织蛋白酶L是SARS-CoV-2 S蛋白激活的关键，胰蛋白酶能够诱导大的合胞体形成。此外，研究者还证实阻断PIKfyve和TPC2可以强烈抑制由SARS-CoV-2 S蛋白介导的入侵过程，这表明PI(3,5)P2信号通路可能是SARS-CoV-2 感染的潜在药物靶点。

该研究还证实SARS-CoV-2的S蛋白不如SARS-CoV的S蛋白稳定。 此外，虽然SARS-CoV-2与SARS-CoV在S蛋白的氨基酸同源性上较高，但SARS S1蛋白的多克隆抗体——T62，仅能抑制SARS-CoVS的进入，而不能抑制SARS-CoV-2 S蛋白假病毒进入细胞。

进一步的研究表明，SARS和COVID-19患者的恢复期血清仅显示有限的交叉中和，这意味着感染SARS的康复患者并不足以对SARS-CoV-2产生抵抗力。

总而言之，此项研究通过构建SARS-CoV-2 S蛋白假病毒系统和293T的hACE2稳转细胞系，发现SARS-CoV-2主要通过内吞作用进入人体细胞，而PIKfyve、TPC2和组织蛋白酶L在这一过程中发挥关键性作用。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-15562-9