冠狀病毒能在體外活多久？如何自主健康管理？該知道的都在 ...

註2：例如會感染豬的⍺屬豬傳染性胃腸炎病毒（Transmissible gastroenteritis virus, TGEV)）；或是會感染小鼠的β屬鼠冠狀病毒（murine coronavirus, MHV ... 210文字分享友善列印210人體解析文明足跡社會群體冠狀病毒能在體外活多久？如何自主健康管理？該知道的都在這裡！廖英凱・2020/02/08・6938字・閱讀時間約14分鐘・SR值516・六年級＋追蹤文/廖英凱、羅佩琪、雷雅淇、陳亭瑋曾於1月31日停靠基隆港，現停泊在橫濱港的郵輪「鑽石公主號」截至2月7日止船上已有61例確診病患。

台灣在2月7日晚間以細胞廣播系統公告該船旅客曾到訪的北北基景點（沒收到代表你國家級邊緣人XD）「鑽石公主號」旅客1月31日曾去過的景點。

source:GoogleMap截圖如果真的曾經跟他們擦身而過、共看同一片風景的話，有機會被傳染病毒嗎？病毒到底能在環境中存活多久？自主健康管理又該怎麼做？冠狀病毒在不同環境的存活狀況？冠狀病毒（coronavirinae,CoV）是一種具有外套膜（envelope）的RNA病毒，目前已發現了七種會感染人類的冠狀病毒[註1]，其中包含本次疫情的2019-nCoV（2019新型冠狀病毒，俗稱武漢肺炎）。

由於對人類冠狀病毒的研究不易進行，也不能允許較危險或人體的試驗，因此許多研究會利用感染動物的冠狀病毒來進行，來了解冠狀病毒的特性[註2]，因此，我們可以從其他冠狀病毒的研究之中，來理解2019-nCoV在環境中可能具備的存活能力。

註1：其他六種分別是分類於⍺屬的：HCoV-229E、HCoV-NL63；和分類於β屬的：HCoV-OC43、SARS-CoV、HCoV-HKU1、MERS-CoV，2019-nCoV也屬於這類）。

註2：例如會感染豬的⍺屬豬傳染性胃腸炎病毒（Transmissiblegastroenteritisvirus,TGEV)）；或是會感染小鼠的β屬鼠冠狀病毒（murinecoronavirus,MHV），過去也被用來作為SARS-Cov的研究替代物。

空氣：飛沫傳染為主要途徑目前各國疾病管制機構對2019-nCoV在空氣中傳播效果的評估，均認為主要會以飛沫傳染為主，在近距離（1公尺內）會有被傳染的風險。

2019-nCoV並不會像麻疹、水痘病毒一般擁有空氣傳染的能力，因此各國疾管署宣導的預防措施，多以如勤洗手、咳嗽時應遮住口鼻、必要時使用口罩等常規的呼吸系統疾病預防方法為主。

但以SARS的歷史經驗來看，在特定狀況的個案下，亦曾發生過可解釋為空氣傳染的嚴重個案。

如香港SARS疫情期間的「淘大花園」社區群聚感染，即是因社區排水汙水系統異常，使帶有病毒的排泄物與汙水所產生的氣膠，經由排水管回流至其他住戶，最終導致329人被感染，42人死亡(Stein,2011;Yuetal.,2004)。

另一個被視為空氣傳染的案例，則是Olsenetal.(2003)針對飛機上發生SARS傳染的研究。

一班從香港飛往北京（航程3小時），載有120人的波音737客機，機上乘客中原只有一名乘客有咳嗽症狀，但之後確診為SARS，研究相信這名乘客最後導致22人被感染，且部分被感染者，距離感染源患者距離超過2公尺，意味著儘管比飛沫傳染傳統定義的1公尺遠，但仍遭到感染。

因此，不能排除特定條件下空氣傳染的可能。

病毒在空氣中的傳播能力，會受到受到空氣溫溼度狀況的影響。

幾十年前，Ijaz,etal.(1985)就針對過冠狀病毒HCoV-229E，研究溫溼度對病毒存活的影響，這則研究估算了病毒不同溫濕下的半衰期（half-life，指病毒減少一半所需要的時間，時間越短代表病毒越快速被消滅）。

發現低溫（6度）溼度中等（50%）的環境相對最適合這種病毒生存，而高溫（20度）溼度高（80%）則最不利病毒生存。

此外，溫度的影響亦大於溼度的影響。

因此，這或許可以用來解釋冬季期間，是冠狀病毒較容易肆虐的季節，而天氣暖和後，疫情也往往漸趨和緩。

溼度80%溼度50%溼度30%溫度20度3.3467.3326.76溫度6度86.01102.5334.46冠狀病毒229E在不同溫溼度的半衰期（小時）(Ijazetal.,1985)從這些相關的研究與建議來看，飛沫傳染仍為2019-nCoV的最主要傳播路徑，但也需留意極端特定條件發生的空氣傳染，隨氣溫回暖，在類似冠狀病毒的研究中也顯示有助於控制疫情。

食物和水：衛生安全就免緊張由於冠狀病毒可以被高溫與胃酸消滅，因此關於食物和水的安全性，較不在冠狀病毒防疫的討論重點。

不過，依然有針對水中和生理食鹽水中的冠狀病毒存活研究。

例如Duanetal.(2003)針對SARS-CoV在室溫下不同環境的研究，則發現SARS-CoV可以在室溫水中72小時後，傳染能力才開始降低。

Sizun,Tu,&Talbot(2000)針對冠狀病毒在醫院院內感染的研究發現，HCoV-229E在PBS生理鹽水中三天可以存活80%；HCoV-OC43則能完全存活。

在食物的部分，由於冠狀病毒的外套膜可利用加熱、酸、乾燥、清潔劑與各類有機溶劑來輕易破壞(Parija,2009,pp.447)，使得這類病毒往往在烹飪過程，以及消化時因胃酸的強酸而被迅速消滅。

WHO(2020)目前針對2019-nCoV的公眾指引中，則建議處理肉類食物應生熟分離，且生熟食處理之間應洗手。

亦指出即使在疫情爆發地區，只要有煮熟、端盛時留意環境清潔，食用肉類也是安全的。

目前也還沒有證據與研究認為冠狀病毒，會透過食物和水而從腸胃道感染。

因此，可以歸結出對於本次2019-nCoV疫情之中，在做好環境清潔的狀況下，並無須擔憂食物和飲水成為傳染的媒介。

但仍須留意非飲用的水或生理鹽水若遭到汙染，當用作清洗眼睛或注射時，也有可能成為傳染的媒介。

皮膚：去洗手！在針對環境酸鹼條件與病毒的研究中，發現了弱酸環境時（pH6~6.5）最適合各類冠狀病毒生存(Lamarre&Talbot,1989;Pocock&Garwes,1975)。

略有一點點關聯的，則是弱酸性的環境與皮膚的微酸環境有點類似。

Sattar&Springthorpe(1996)實驗了各種病毒在皮膚上的存活狀況，發現冠狀病毒HCoV-229E在成年人的皮膚上一小時，仍有近半存活。

這也代表了勤洗手對防疫的重要，正是因為病毒在皮膚的生存時間，可能遠大於我們忍住不要摸嘴臉的時間……勤洗手很重要！source:piqsels其他物體表面：還是去洗手去洗手去洗手！而對於各種日常常見的材質，例如捷運的金屬扶手、塑膠座椅等，病毒也可能在上面存活不等的時間。

Sizun,Tu,&Talbot(2000)針對醫院院內感染的研究發現，冠狀病毒HCoV-229E和HCoV-OC43可以在醫院的鋁製光滑工作檯、無菌乳膠手套、無菌棉質紗布等材質表面，存活3小時以上。

Duanetal.(2003)測試了SARS-CoV在各種不同檢體或環境，停留時間與病毒傳染性的關係，發現SARS-CoV在各種常見材質上，最快都要60小時後才會觀察到SARS-CoV的傳染性下降。

SARS-CoV於不同的環境中，病毒傳染性降低的時間環境時間(小時)木板60玻璃60鑲嵌磁磚60金屬72布72紙（presspaper）60濾紙（filterpaper）72塑膠60土72雖然有研究發現，冠狀病毒在我們日常常見物體的表面上，都可以存活數小時到數日之久。

但是，目前仍沒有足夠研究證明材質差異對冠狀病毒傳染的影響，真實環境中受到陽光、氣流與清潔劑的影響，使病毒的存活時間也遠小於恆定環境的實驗數據。

但無論是否為疫情期間，對日常環境的定時清潔與勤洗手，都是防疫的必要行動！感染性廢棄物和汙水：下水道系統是關鍵來自醫療院所的廢棄物如果沒有妥善處理也會有傳染病毒的風險。

台灣對於這類廢棄物定義為「生物醫療廢棄物」，如醫療機構、醫事檢驗所等單位於醫療、醫事檢驗、驗屍、檢疫、研究、藥品或生物材料製造過程中產生的廢棄物，包括：基因毒性廢棄物、廢尖銳器具、感染性廢棄物。

（詳細定義請見：醫療廢棄物宣導網）都須依法以設有冷藏設施的廂型車，送到專業處理場以焚化或高溫滅菌的方式處理。

因此只要該單位依規定處理，應不至有相關的風險。

香港淘大花園。

source:Wikimedia但在汙水的部分，則有發生過成為感染源的研究案例。

過去香港SARS疫情期間的「淘大花園」社區群聚感染，即是因社區排水與廁所汙水系統異常，使病患帶有病毒的排泄物與汙水所產生的氣膠，經由排水管回流至其他住戶，最終導致329人被感染，42人死亡(Stein,2011;Yuetal.,2004)。

針對SARS-CoV在不同生物檢體的研究也發現，如糞便中的SARS-CoV，要超過96小時後才檢測到病毒傳染性開始降低(Duanetal.,2003)。

SARS-CoV於不同檢體中，病毒傳染性降低的時間檢體時間(小時)血清72痰96糞便96尿液<6水或滅菌水72在針對感染其他動物的冠狀病毒TGEV和MHV的研究則發現，這些冠狀病毒在汙水中可以長期保持傳染性，研究建議應把汙水視為潛在汙染源(Casanovaetal.,2009)。

回到近期關於2019-nCoV的研究，Holshueetal.(2020)針對美國華盛頓州一名有武漢旅遊史而感染2019-nCoV的研究，發現症狀出現的第七天，在病人的糞便中檢驗出病毒。

這可能代表我們可能需要留意2019-nCoV患者糞便的傳染風險，也需要留意汙水排水設備故障或老舊導致的感染風險。

不過，相關汙水傳染的風險，在過去SARS疫情期間，在世界上引發過不少熱議，例如SARS疫情時加拿大即有環保組織SierraClub擔憂汙水傳播病毒提出抗議因而引發批評。

加拿大公衛與汙水處理產學界則普遍認為北美擁有良好的衛生醫療條件、汙水處理系統與法規也更為完善，而不可能發生香港淘大社區的群聚汙染案例(BiosolidsnotaffectedbySARSvirus,2002)。

對於本次2019-nCoV疫情，目前已有有限的證據指出患者糞便帶有病毒，雖然過去SARS因為糞便汙水的傳染案例仍為汙排水系統異常的特殊個案，也尚無證據與研究指出公共廁所環境會導致其他冠狀病毒的傳染，但仍可留意自宅汙水排水系統是否符合規範且正常運作，而避免過去群聚感染再度發生。

忍者龜表示（Ｘ）source:IMDb個人日常生活的防疫原則在這裡！在台灣掀起各種風波的「戴口罩」，其實並不是防範2019-nCoV的萬靈丹。

WHO2020年1月29日發布的《因應2019-nCoV疫情的口罩使用建議》強調：雖然2019-nCoV主要透過飛沫傳染，但只戴口罩不足以提供足夠的保護力，且戴上口罩容易讓人有「錯誤的安全感」，而忽略應同等重視的手部衛生等防疫措施。

source:pikrepo如同本文探討的，(1)部分冠狀病毒可在捷運扶手、衣服布料、電梯按鈕……等日常物體表面生存數十小時；(2)當我們的手碰到後，皮膚的微酸環境有可能合適病毒生存；(3)最後透過揉眼、搔鼻、碰唇──病毒達陣，進入體內。

要預防冠狀病毒入侵，策略上正是一一截斷上述傳染鏈：(1)讓病毒從「物體表面」消失：環境清潔消毒冠狀病毒是一種具有外套膜（envelop）的病毒，利用加熱、酸、乾燥、清潔劑與各類有機溶劑可以輕易破壞外套膜。

因此，用稀釋漂白水擦拭物體表面、用酒精噴灑於外出後的衣物、用紫外光或清潔劑清洗碗筷等，均可有效殺死冠狀病毒。

(2)讓病毒從「手上」消失；勤洗手出門在外無法確保所有碰過的物體表面都已消毒安全無虞，因此外出時勤洗手、回家換下外出服後盡快洗手，都是最直接的保障。

WHO、美國CDC建議可用「酒精擦手液（濃度60%以上）」或「肥皂與水（須持續20秒以上）」洗手。

用肥皂與水洗手的步驟。

（資料來源：我國疾管署官網）用酒精擦手液的步驟。

（資料來源：我國疾管署官網）(3)讓病毒從「眼鼻口」消失：避免用手觸摸眼、鼻、口若身邊沒有水與肥皂、酒精擦手液，無法確定手有無被汙染，此時請克制雙手，不要揉眼睛、不要觸碰嘴巴與鼻子；同時避免與他人握手，改採拱手、揮手等，避免手上病毒彼此流轉。

以上是日常生活的防疫原則；若你已有咳嗽、打噴嚏等呼吸道症狀，請遵守咳嗽禮節，盡量與他人保持一公尺以上安全距離避免傳染，咳時用手肘、衛生紙遮住，並減少非必要的外出，適時就醫。

完整建議，可參考WHO的2019-nCoVadviceforthepublic、美國CDC-2019-nCoV:WhatthePublicShouldDo、我國疾管署-Q&A。

避免用手觸摸眼、鼻、口。

source:pxfuel至於，如果你曾在1月31日與鑽石公主號旅客踏足同個景點……2020年1月31日早上六點~下午五點半的台北101、陽明山竹子湖、台北車站、九份、西門町……從疾管署公布的鑽石公主號旅客路徑地圖看來，範圍真的大。

但即使你遇上了，先別緊張，請記得本文介紹的，除極端特定情境，冠狀病毒的主要傳染途徑仍是飛沫傳染，即使你與感染者在同一時刻面對著陽明山的風景，除非你與對方近距離（1公尺內）接觸、剛好手觸碰到對方碰過的物體又用手觸碰了自己的眼口鼻……否則，感染2019-nCoV的機率是極低的。

目前WHO建議的潛伏追蹤期為14天，我國疾管署請1月31日行徑路線與郵輪旅客有重疊的民眾即日起進行「自主健康管理」至2月14日。

依疾管署公布的追蹤管理機制（0205版），所謂自主健康管理，除了上面介紹的勤洗手等個人防疫措施，也包含：避免非必要外出，外出應配戴口罩。

每日早晚量體溫一次。

到2月14日前，若有不適症狀請撥打1922防疫專線，依指示就醫。

面對尚有許多未知的新疾病，要謹慎，但不要恐慌。

與其用盡心思囤積過量口罩，不如多花時間勤洗手、多消毒、克制雙手碰觸眼鼻口；與其擔心隔壁診所的一般垃圾，不如多花時間了解自家的汙水排水系統是否符合規範；與其因路過郵輪旅客去過的景點惴惴不安，不如每日早晚乖乖量體溫，做好自主健康管理。

這是一場還在進行的長期抗戰，需要你我把防疫作戰的心力，用在更有效的地方。

當疫情還在蔓延時，多一點認識就少一點恐懼。

Keepcalmandcarryon. 參考資料：BiosolidsnotaffectedbySARSvirus.(2002).Environmental,Science,&EngineeringMagazine.Casanova,L.,Rutala,W.A.,Weber,D.J.,&Sobsey,M.D.(2009).Survivalofsurrogatecoronavirusesinwater.Waterresearch,43(7),1893-1898.Duan,S.M.,Zhao,X.S.,Wen,R.F.,Huang,J.J.,Pi,G.H.,Zhang,S.X.,…&Dong,X.P.(2003).StabilityofSARScoronavirusinhumanspecimensandenvironmentanditssensitivitytoheatingandUVirradiation.Biomedicalandenvironmentalsciences:BES,16(3),246-255.Holshue,M.L.,DeBolt,C.,Lindquist,S.,Lofy,K.H.,Wiesman,J.,Bruce,H.,…&Diaz,G.(2020).FirstCaseof2019NovelCoronavirusintheUnitedStates.NewEnglandJournalofMedicine.Ijaz,M.K.,Brunner,A.H.,Sattar,S.A.,Nair,R.C.,&Johnson-Lussenburg,C.M.(1985).Survivalcharacteristicsofairbornehumancoronavirus229E.JournalofGeneralVirology,66(12),2743-2748.Lamarre,A.,&Talbot,P.J.(1989).EffectofpHandtemperatureontheinfectivityofhumancoronavirus229E.Canadianjournalofmicrobiology,35(10),972-974.Olsen,S.J.,Chang,H.L.,Cheung,T.Y.Y.,Tang,A.F.Y.,Fisk,T.L.,Ooi,S.P.L.,…&Hsu,K.H.(2003).Transmissionofthesevereacuterespiratorysyndromeonaircraft.NewEnglandJournalofMedicine,349(25),2416-2422.Parija,S.J.(2009)TextbookofMicrobiology&Immunology.India:Elsevier.Pocock,D.H.,&Garwes,D.J.(1975).TheinfluenceofpHonthegrowthandstabilityoftransmissiblegastroenteritisvirusinvitro.Archivesofvirology,49(2-3),239-247.Sattar,S.A.,&Springthorpe,V.S.(1996).Transmissionofviralinfectionsthroughanimateandinanimatesurfacesandinfectioncontrolthroughchemicaldisinfection.Modelingdiseasetransmissionanditspreventionbydisinfection,224.Sizun,J.,Yu,M.W.N.,&Talbot,P.J.(2000).Survivalofhumancoronaviruses229EandOC43insuspensionandafterdryingonsurfaces:apossiblesourceofhospital-acquiredinfections.JournalofHospitalInfection,46(1),55-60.數感宇宙探索課程，現正募資中！相關標籤：COVID-19北北基感謝所有防疫人員新型冠狀病毒武漢肺炎自主健康管理自主管理可以外出嗎鑽石公主號關於新型冠狀病毒防止新冠病毒撇步熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 2登入與大家一起討論#1fierycloud2021/05/15回覆突然才想到手肘禮，因為其實，手肘，包含鞋子，其實本來就也是人潮多的相對彼此會碰到的地方吧?甚或比兩個人的手間，或是手與其他物體間，還會彼此接觸到?包含那種用手肘壓電梯按鈕的?因為通常會在意手碰到髒東西，但是有衣物或鞋包裹住的部位，通常卻是會用來接觸不可避免要接觸到的東西時的首選?#2樹懶愛好者2021/05/16回覆#1其實手肘禮的重點應該在於你不會直接用手肘或腳趾去碰觸臉部吧廖英凱30篇文章・ 247位粉絲＋追蹤非典型的不務正業者，對資訊與真相有詭異的渴望與執著，夢想能做出鋼鐵人或心靈史學。

https://www.ykliao.tw/RELATED相關文章認識「HER2陽性乳癌」，透過輔助治療降低復發風險COVID為何會影響嗅味覺已有結論？還可以治療嗎？猴痘有可能會大流行嗎？帶你一窺猴痘的症狀、傳播途徑與可能的防範措施不論你是什麼音，唱出自己的吼音──音樂關鍵字｜EP3：吼TRENDING熱門討論即時熱門為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72小時前泛科學攜手科學月刊，與南一書局正式推出「科學生」線上學習平台！118小時前Influencer帶貨時代！你會在募資平台買網紅推出的保健食品嗎？｜【科科齊打交】2618小時前【錯誤】茶樹精油是最新防疫利器？效果尚未證實｜武漢肺炎內容查核#26123小時前為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72小時前科學宅的戀愛契機：「同類交配」理論62022/06/11思考別人沒有想到的東西——誰發現量子力學？52022/06/03陰莖，是社交安全的重要指標？！32022/06/08024文字分享友善列印024化學物語編輯精選透視科學醫療健康為何新冠病毒突變之後傳染力更強？——關鍵在於變異株的棘蛋白結構研之有物│中央研究院・2022/01/25・5088字・閱讀時間約10分鐘＋追蹤本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位。

採訪撰文／寒波美術設計／林洵安為何新冠病毒突變之後傳染力更強？COVID-19至今仍深深影響全人類，新冠病毒持續演化，例如曾經造成臺灣大規模社區感染的Alpha變異株、傳染力更強的Delta變異株，近期出現的Omicron變異株等，它們逃避免疫系統的能力都不一樣，關鍵就在不同的棘蛋白（spikeprotein）結構。

「研之有物」專訪中央研究院生物化學研究所徐尚德副研究員，他的團隊陸續解析各種新冠病毒變異株的棘蛋白結構，不但能釐清新的突變帶來的威脅，後續也可作為研發人造抗體的指引。

徐尚德手上拿著新冠病毒的棘蛋白模型，顯示棘蛋白與兩種不同抗體結合的情況。

圖／研之有物解析新型冠狀病毒棘蛋白COVID-19的病原體是一種冠狀病毒，和SARS病毒是近親，正式命名為SARS-CoV-2，中文常稱作新型冠狀病毒。

為了知道病毒如何感染人體細胞，以及如何逃避免疫系統的辨識，我們需要進一步瞭解冠狀病毒表面的棘蛋白結構。

結構為什麼重要？因為結構會影響蛋白質功能。

蛋白質是由不同的氨基酸所組成的長鏈，實際作用時會摺疊形成特別立體結構，而冠狀病毒的蛋白質中，又以棘蛋白最為關鍵。

徐尚德強調，棘蛋白是冠狀病毒暴露在表面的蛋白質之一，絕大多數被感染者的免疫系統所產生的抗體都是辨識棘蛋白。

因此現今臨床使用的蛋白質次單元疫苗、腺病毒疫苗以及mRNA疫苗，都是以棘蛋白為基礎來研發。

Cryo-EM讓蛋白質結構無所遁形工欲善其事，必先利其器。

解析蛋白質結構的方法很多，早期的X光晶體繞射（X-raydiffraction），就像將影片定格截圖，但不一定為蛋白質實際作用的狀態。

再來是核磁共振（NuclearMagneticResonanc，簡稱NMR），這是徐尚德留學深造時的專業，可以重現蛋白質在水溶液中的結構及動態，更接近實際作用的形態，可惜不適合分子量較大的分子。

目前結構生物學最具潛力的新技術是：冷凍電子顯微鏡（CryogenicElectronMicroscopy，簡稱Cryo-EM），Cryo-EM可以拍出原子尺度下高解析度的三維結構，此技術於2017年獲得諾貝爾化學獎。

中研院則於2018年開始添購Cryo-EM設備，而Cryo-EM正是徐尚德用來解析棘蛋白結構的主要利器！在COVID-19疫情爆發初期（2020年1月），徐尚德就率先啟動新冠病毒的結構分析，當時他的研究團隊剛好已分析過感染貓科動物的冠狀病毒，對於解析棘蛋白結構有一定經驗，可說是贏得先機。

具體來說，如何用Cryo-EM解析新冠病毒的棘蛋白結構？首先要大量培養新冠病毒、再分離、純化得到棘蛋白。

接下來，將大量蛋白質樣本鋪成薄薄一層液體，之後以-190℃急速冷凍，讓蛋白質分子保持凍結前的形態，最後用程式重建棘蛋白的三維影像。

徐尚德譬喻，就像一匹馬在高速移動時，連續拍攝許多照片，再將照片疊加起來，重建馬的形狀。

棘蛋白的體積已經算大，假如又與其他蛋白質結合，體積將會更大。

能解析如此龐大結構為Cryo-EM一大優點，但是也會創造很大的資料量。

徐尚德強調，用Cryo-EM分析蛋白質結構不只做實驗，也要協調資料處理等疑難雜症。

冷凍電子顯微鏡可以紀錄同一時間下、不同狀態的蛋白質三維立體結構。

圖／研之有物關鍵D614G突變，讓新冠病毒棘蛋白穩定性大增儘管已有貓冠狀病毒的經驗，徐尚德研究團隊初期仍經歷一陣摸索，一大困難在於，做實驗時發現不少棘蛋白壞掉，不再保持原本的結構。

這是因為一般取得蛋白質樣本後會置於4°C冷藏，但4°C其實不適合保存棘蛋白。

接著徐尚德細心觀察到，具備D614G突變的棘蛋白，保存期限竟然比沒突變的棘蛋白要長，可以從1天增加到至少1週。

什麼是D614G突變呢？武漢爆發COVID-19疫情的初版新冠病毒，其棘蛋白全長超過1200個胺基酸，D614G突變的意思就是：第614號氨基酸由天門冬胺酸（asparticacid，縮寫為D）變成甘胺酸（glycine，縮寫為G）。

D614G突變誕生後，存在感持續上升，2020年6月時已經成為全世界的主流，隨後新冠病毒Alpha、Delta等變異株，皆建立於D614G的基礎上。

儘管序列僅有微小差異，許多證據指出D614G突變會增加新冠病毒的傳染力。

有趣的是，它也能大幅增加棘蛋白在體外的穩定性。

因此在研究用途上，變種病毒的棘蛋白反而容易保存，徐尚德更指出，對抗變種病毒的蛋白質次單元疫苗（subunitvaccine）穩定性也會增加。

圖片為徐尚德實驗室提供的新冠病毒模型與三種不同的棘蛋白模型，棘蛋白的主體為白色，棘蛋白的受器結合區域（receptorbindingdomain，RBD）為藍綠色。

圖／研之有物新冠病毒棘蛋白的「三隻爪子」：受器結合區域徐尚德參與的一系列新冠病毒結構研究，除了棘蛋白本身，還包含棘蛋白與細胞受器ACE2的結合、棘蛋白和人造抗體的結合。

既然要解析結構，儀器「解析度」能看清楚多小的尺度就很重要！蛋白質結構學的常見單位是Å（10-10 公尺），原子與原子間的距離約為2Å，Cryo-EM的極限將近1Å，不過棘蛋白大約到3Å便足以重建立體結構。

冠狀病毒如何感染宿主細胞，和結構又有什麼關係？棘蛋白位於冠狀病毒的表面，直接接觸宿主細胞受器ACE2的部分，稱為受器結合區域（receptorbindingdomain，簡稱RBD），結構可能展現「向上」（RBD-up）或是「向下」（RBD-down）的狀態。

向下，RBD便不會接觸宿主細胞的受器，缺乏感染能力，；向上，RBD方能結合受器，引發後續入侵。

徐尚德團隊透過冷凍電子顯微鏡，拍攝新冠病毒Alpha株的棘蛋白結構，其中有三類棘蛋白的RBD為1個向上（佔73%），有一類（類別3）的棘蛋白RBD則是2個向上（佔27%）。

圖／NatureStructural&MolecularBiology新冠病毒表面的棘蛋白有「三隻爪子」（3RBD），RBD有可能同時向上（3RBD-up），也可能只有1～2個向上，結構會影響病毒的感染能力。

更詳細地說，棘蛋白某些胺基酸位置的差異，會影響結構的開放與封閉程度。

棘蛋白向上或向下是動態的，假如能保持穩定性，延長向上的時間，也有助於新冠病毒的感染。

這正是徐尚德一系列研究下來，實際觀察到不同品系的變化。

截至2022年01月18日的新冠病毒品系發展歷史，其中Delta變異株擁有最多品系，而Omicron變異株則開始興起。

雖然Omicron的品系並不多，但已逐漸成為主流。

圖／Nextstrain;GISAID一網打盡所有高關注變異株的結構變化和武漢最初的新冠病毒相比，D614G突變帶來什麼改變呢？簡單說：棘蛋白向上的比例增加了，導致整個結構變得更加開放，增加新冠病毒對宿主受器的親合力（affinity）。

以D614G為基礎，接下來又獨立衍生出數款品系，皆具備多個突變，傳染力、抵抗力更強。

影響最大的是首先於英國現身的Alpha（B.1.1.7）、南非的Beta（B.1.351）、巴西的Gamma（P.1），以及更晚幾個月後，於印度誕生的Kappa（B.167.1）與Delta（B.167.2）。

Alpha一度於世界廣傳，導致包括臺灣在內的嚴重疫情，不過隨後不敵優勢更大的Delta。

對於上述品系，徐尚德率隊一網打盡。

Alpha的棘蛋白結構解析已經發表於《自然－結構與分子生物學》（NatureStructural&MolecularBiology）期刊，其餘新冠病毒變異株的論文仍在等待審查，目前能在預印網站bioRxiv看到，該研究一次報告38個Cryo-EM結構，刷新紀錄。

圖a顯示新冠病毒Alpha變異株棘蛋白的突變氨基酸序列，一共有9處突變，D614G突變以紫色表示。

圖b顯示突變的氨基酸在立體結構中的位置。

圖／NatureStructural&MolecularBiologyAlpha變異株的RBD向上結構穩定一度入侵台灣造成社區大規模感染的Alpha株有何優勢？其棘蛋白除了D614G，還多出8處胺基酸突變，徐尚德發現N501Y（天門冬酰胺變成酪胺酸）、A570D（丙胺酸變成天門冬胺酸）的影響相當關鍵。

直覺地想，棘蛋白的外層結構才會與受器接觸影響傳染力，立體結構中第570號胺基酸的位置比較裡面，乍看並不要緊。

但是徐尚德敏銳地捕捉到，A570D突變會改變局部的空間關係，令「RBD向上」的結構更加穩定。

徐尚德形容為「腳踏板」（pedal-bin）──A570D突變的效果就像踩著垃圾桶的腳踏板，讓桶蓋（也就是RBD）穩定保持開啟。

事實上，棘蛋白總體向上的比例，Alpha還比單純的D614G突變株更少，不過A570D增進的穩定性似乎優勢更大。

研究團隊製作缺乏A570D突變的人造模擬病毒，嘗試體外感染人類細胞，發現感染力明顯減少，證實A570D突變頗有貢獻。

新冠病毒Alpha株棘蛋白的「A570D突變」，會改變棘蛋白內部的空間，讓「RBD向上」的結構更加穩定，就像踩著垃圾桶的腳踏板，讓桶蓋保持開啟。

圖／研之有物（資料來源／徐尚德、NatureStructural&MolecularBiology）Alpha變異株的棘蛋白親近宿主細胞，干擾抗體作用另一個重要突變是N501Y，不只Alpha有，Beta等許多品系也有，Delta則無。

N501Y在眾多品系獨立誕生，似乎為趨同演化所致。

N501Y能為病毒帶來哪些優勢？第501號胺基酸位於棘蛋白表面，會直接與宿主受器ACE2結合。

此一位置變成酪胺酸（tyrosine，縮寫為Y）後，和受器的Y41兩個酪胺酸之間，容易形成苯環和苯環的「π–πstacking」鍵結，從而大幅提升棘蛋白對細胞的親合力。

新冠病毒Alpha株棘蛋白的「N501Y突變」，讓RBD的胺基酸與宿主細胞受器ACE2形成「π–πstacking」鍵結，大幅提升棘蛋白對宿主細胞的親合力。

圖／NatureStructural&MolecularBiology另一方面，N501Y突變也會干擾抗體的作用。

中研院細胞與個體生物學研究所的吳漢忠特聘研究員，率隊研發一批針對棘蛋白的人造抗體，測試發現有一款抗體chAb25對D614G突變株相當有效，但是對Alpha株無能為力。

徐尚德由結構分析發現：N501Y改變了棘蛋白表面的形狀，讓抗體chAb25無法附著。

好消息是，另外有兩款抗體chAb15、chAb45，依然能有效對抗Alpha病毒，不受N501Y影響。

這兩款抗體會附著在棘蛋白RBD的邊緣，避免棘蛋白和宿主細胞接觸。

而且抗體chAb15、chAb45會各占一方，可以同時使用，多面協同打擊病毒。

雖然新冠病毒Alpha株的棘蛋白表面讓某些抗體難以附著，還好仍有兩款抗體chAb15（綠色）、chAb45（黃色）能有效「卡住」棘蛋白，干擾棘蛋白與宿主細胞結合。

抗體chAb15、chAb45附著的位置，正好就是棘蛋白與宿主細胞結合的地方。

圖／NatureStructural&MolecularBiology棘蛋白結構不只胺基酸，還要注意表面的醣有了Alpha的經驗，接下來分析Beta、Gamma、Kappa、Delta便順手很多。

這批新冠病毒的棘蛋白變化多端，但是「RBD向上」的整體比例皆超過Alpha和D614G突變株，可見適應上各有巧妙。

徐尚德也發現，要釐清棘蛋白的結構，不能只關心蛋白質，還要考慮棘蛋白表面的醣基化（glycosylation）修飾。

蛋白質在完工後，某些胺基酸還能加上各種醣基。

病毒蛋白質表面的醣基可以作為防護罩，干擾抗體和免疫系統的辨識。

醣基化修飾就像替病毒訂作一套迷彩外衣，不同變異株的情況都不一樣，假如醣基化的位置和數量，由於突變而改變，便有可能影響立體結構，有助於它們閃躲抗體。

例如和武漢原版新冠病毒相比，Delta株棘蛋白少了一個醣化修飾，Gamma株棘蛋白則多了兩處醣化。

還好從結構看來，並沒有任何突變組合能完美逃避抗體。

例如由美國的雷傑納榮製藥公司（Regeneron）製作並通過緊急使用授權的抗體；以及中研院吳漢忠率隊研發，有望投入實用的多款人造抗體，對變異品系依然有效。

這場人類與病毒的長期抗戰中，同時使用多款抗體的「雞尾酒」療法，仍然是可行的醫療方案。

回顧將近兩年來的研究之路，徐尚德表示：時間壓力真的非常大！COVID-19疫情爆發後，全世界投入相關研究的專家眾多，只要稍有遲疑，便會落在競爭者後頭。

但是即使跑在最前端的研究者，也只能苦苦追趕病毒演化的速度，一篇論文還在審查時，現實世界的疫情已經邁向全新局面。

人類要贏得勝利，必需全方面認識病毒，而結構無疑是相當重要的一環。

數感宇宙探索課程，現正募資中！相關標籤：Omicron新冠病毒變異株新型冠狀病毒棘蛋白胺基酸蛋白質熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論研之有物│中央研究院20篇文章・ 8位粉絲＋追蹤研之有物，取諧音自「言之有物」，出處為《周易·家人》：「君子以言有物而行有恆」。

探索具體研究案例、直擊研究員生活，成為串聯您與中研院的橋梁，通往博大精深的知識世界。

網頁：研之有物臉書：研之有物@FacebookRELATED相關文章【2003諾貝爾化學獎】細胞膜的分子通道【2002諾貝爾化學獎】質譜與核磁共振關注大麻合法化，先了解大麻的大小事調香師的秘密：「糞臭素」挑起你骯髒的慾望TRENDING熱門討論即時熱門為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72小時前泛科學攜手科學月刊，與南一書局正式推出「科學生」線上學習平台！118小時前Influencer帶貨時代！你會在募資平台買網紅推出的保健食品嗎？｜【科科齊打交】2618小時前【錯誤】茶樹精油是最新防疫利器？效果尚未證實｜武漢肺炎內容查核#26123小時前為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72小時前科學宅的戀愛契機：「同類交配」理論62022/06/11思考別人沒有想到的東西——誰發現量子力學？52022/06/03陰莖，是社交安全的重要指標？！32022/06/08