在武汉首次出现的2019新型冠状病毒(2019-novel coronavirus，2019-nCoV )是一种高致病性人类冠状病毒(human coronaviruses，HCoVs)。HCoV感染属人畜共患病，对公共卫生构成重大威胁。然而，对导致这次2019-nCoV的高侵袭力了解甚少。许多动物源性病毒编码的蛋白干扰了宿主抗病毒免疫应答，这些病毒蛋白通常是主要的毒力因子。人类冠状病毒是与呼吸道感染相关的病原体。在过去的17年中，2019-nCoV、严重急性呼吸综合征冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV)感染人类的事件相继暴发，使HCoV成为研究领域的热点。HCoV与宿主相互作用的研究有助于理解本次2019-nCoV感染的发病机制。本综述涉及近年来HCoV感染对宿主细胞凋亡、固有免疫应答、内质网应激应答、丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和核因子kappa B (nuclear factor kappa B，NF-κB)信号通路等多层次影响的研究进展，为今后深入研究2019-nCoV感染发病机制提供参考。
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冠状病毒(coronaviruses，CoVs)是一大类单股正链RNA病毒，属于冠状病毒科，尼多病毒目。国际病毒分类学委员会将CoV分为α、β、γ和δ 4类。这些CoV可感染多种宿主，包括禽类、猪和人类等。人类冠状病毒(human coronaviruses，HCoVs)感染主要是指感染人类的α或β类CoV。在电镜下，病毒颗粒大多呈粗糙的球形或多面晶体形，表面有显著的刺突蛋白(spike protein)构成的球棒状刺突。在病毒颗粒内部有一个核衣壳包裹着的病毒基因组，大约含有2.6万～3.2万碱基。正链病毒RNA可作为信使RNA (messenger RNA，mRNA)，包括5′端帽状结构和3′端多个A尾结构。病毒RNA主要翻译复制转录酶。所有CoV种类的复制酶基因约占5′端RNA序列的2/3，由开放阅读框架(open reading frames，ORFs) 1a和ORF1b 2个重叠的ORF组成，编码16个非结构蛋白。后1/3的RNA序列编码病毒4个经典结构蛋白的部位，依次为刺突蛋白(Spike，也称S蛋白)、被膜蛋白(Envelope，也称E蛋白)、膜蛋白(Membrane，也称M蛋白)和核衣壳蛋白(Nnucleocapsid，也称N蛋白)。此外，一些辅助蛋白编码也穿插在结构蛋白编码区之间，不同种类的CoV辅助蛋白基因编码位点和数量是鉴定不同的CoV的参考标准。
HCoV是一类重要的与呼吸道感染相关的病毒，不同种类HCoV所导致的疾病严重程度也不一，包括普通上呼吸道感染、支气管炎和肺炎。HCoV由于基因突变或重组发生率很高，也是进化最快的病毒种类之一[1]。目前已经确定了7种已知的侵袭人类的HCoV，包括α类的HCoV-229E和HCoV-NL63，β类的HCoV-HKU1、SARS-CoV、MERS-CoV、HCoV-OC43以及与本次疫情相关的2019-nCoV[2]。其中，常见的上呼吸道感染中近1/3是由4种HCoV (HCoV-229E、HCoV-NL63、HCoV-OC43和HCoV-HKU1)感染所导致的。婴幼儿、患有基础疾病的老人和免疫缺陷患者等人群为易感人群，这4种HCoV感染偶尔也可导致重症肺炎和细支气管炎。除了呼吸道感染外，HCoV还可引起肠道和神经系统疾病[3]。
2002年底，在我国广东出现SARS-CoV感染导致了新发传染病非典型性肺炎，以发热、头痛和咳嗽等症状为特征，随后部分患者可快速发生严重的呼吸衰竭和急性呼吸窘迫综合征[4]。由于SARS-CoV具有高度的人际传播能力，该病毒迅速传播至29个国家，感染8 000多例，死亡率约为10%[5,6]。基于病毒核苷酸序列遗传进化研究确定SARS-CoV起源于蝙蝠[7]。2012年，MERS-CoV出现在沙特阿拉伯，临床症状与SARS相似，但死亡率高达35%左右[8]。本次我国武汉出现的2019-nCoV感染疫情也以呼吸道感染症状为主，但死亡率似乎显著低于SARS-CoV和MERS-CoV感染，但人际传播已得到肯定，病毒核苷酸序列已确定，但真正的起源和中间宿主尚有待确定[9]。
细胞凋亡是宿主抑制病毒复制和抗病毒的一种策略。许多病毒已进化出不同的策略破坏细胞凋亡，如病毒编码一些Bcl2家族蛋白同源物或半胱天冬酶原(procaspases)活化蛋白类似物，并通过其他直接或间接途径，如促丝裂原活化蛋白(mitogen-activated protein，MAPK)和核因子kappa B (NF-κB)途径调节细胞凋亡。也有病毒利用宿主的细胞凋亡机制实施有效的病毒感染。
HCoV已知可诱导呼吸道组织和细胞凋亡[10]，同时HCoV也可诱导其他组织和细胞凋亡，包括肠黏膜、肾小管和神经元等细胞[11]。有资料报道，SARS患者尸检结果提示，肺、脾脏和甲状腺均存在凋亡现象[12]。HCoV也可损害免疫系统，并诱导免疫细胞凋亡，如巨噬细胞、单核细胞、T淋巴细胞和树突状细胞(dendritic cells，DC)的凋亡[13]。这与HCoV激活固有免疫和获得性免疫有关，大量清除这些免疫细胞可能是病毒免疫逃逸的策略之一，如同本次2019-nCoV感染中所观察到的患者外周血象中的淋巴细胞锐减现象。最近的一项研究表明，HCoV-229E感染导致大量DC细胞发生病变效应(cytopathic effect，CPE)[14]。DC的大量死亡可加速病毒传播并损害免疫功能。
HCoV感染可通过多种机制触发细胞凋亡。SARS-CoV诱导的细胞凋亡依赖半胱天冬酶(caspase)，caspase抑制剂Z-VAD-FMK或Bcl2过表达均可抑制细胞凋亡[15]。MERS-CoV感染原代T淋巴细胞并激活caspase 8和9导致DNA裂解，并同时激活了外源性和内源性凋亡通路。与SARS-CoV感染不同，MERS-CoV复制并不需要诱导T淋巴细胞凋亡[13]。HCoV-229E感染中促凋亡和抗凋亡Bcl2家族成员基因表达均有显著变化[16]。HCoV-OC43感染小鼠和人神经元细胞时，可促进Bcl2家族成员BAX蛋白向神经元线粒体转位，活化caspases 3和9，加入caspase抑制剂Z-VAD-FMK和caspase-9抑制剂Z-LEHD-FMK并不能改善已感染的神经元细胞发生退行性病变。这个研究表明，HCoV-OC43引起细胞凋亡可能不依赖caspase[17]。HCoV感染导致依赖caspase的细胞凋亡存在不同的研究结果，提示HCoV感染可能存在非经典细胞凋亡途径。
HCoV感染过程中的凋亡机制可能受病毒蛋白的调控，在SARS-CoV感染中尤其突出。包括SARS-CoV中的S蛋白、N蛋白、E蛋白和M蛋白及ORF-6，7a和9b蛋白等均可促进宿主细胞凋亡[18]。Yang等[19]研究发现，SARS-CoV的E蛋白与Bcl超大(Bcl-extra-large，Bcl-XL)蛋白结合，并将这个复合体隔离在内质网(endoplasmic reticulum，ER)与高尔基体膜上，阻止Bcl-XL抗凋亡作用。SARS-CoV M蛋白也具有高度促凋亡的作用，并诱导caspases 8和9活化[20]。此外，野生型HCoV-OC43毒株的S蛋白已被证实可诱导人神经元NT2-N和LA-N-5细胞株的未折叠蛋白反应(unfolded protein response，UPR)，从而导致细胞凋亡。另外，该研究采用S蛋白基因突变的重组HCoV-OC43毒株诱导caspase 3激活和核断裂，结果显示，基因突变的HCoV-OC43毒株较野生型病毒株具有更显著的诱导caspase 3激活和核断裂作用[21]。HCoV结构蛋白与非机构蛋白均参与调控细胞凋亡，并且HCoV病毒蛋白在细胞中的分布和亚定位与caspase激活调控是细胞凋亡今后研究的重点方向。
机体暴露于病原体(如病毒)时将诱导宿主防御和免疫应答，这种免疫应答模式依赖于免疫细胞的类型。固有免疫是针对病毒的第一道防线。宿主和病毒都利用固有免疫作为一种防御或逃逸的策略。
HCoV感染，尤其是高致病性SARS-CoV和MERS-CoV感染，与IFN合成抑制相关[22]。病毒抑制I型IFN信号的能力是毒力的一个重要标志[23]。与SARS-CoV和MERS-CoV相比，在感染HCoV229E的细胞中未检测到I型IFN显著减少，表明HCoV229E毒株致病性和侵袭力低于SARS-CoV和MERS-CoV。针对SARS-CoV和小鼠肝炎病毒(mouse hepatitis virus，MHV)感染的研究，提出HCoV抑制I型IFN产生有2种机制。首先，CoV RNA复制在双层膜包裹的囊泡中，以逃避模式识别受体(pattern recognition receptors，PRR)的识别；其次，病毒编码蛋白干扰了固有免疫通路[24]。
HCoV的结构蛋白、非结构蛋白和辅助蛋白均已被证明可以修饰固有免疫应答[25]。
SARS-CoV M蛋白通过维A酸诱导基因I (retinoic acid-inducible gene I，RIG-I)介导抑制I型IFN的产生，与黑色素瘤分化相关因子5 (melanoma differentiation associated factor 5，MDA5)无关；HEK293细胞株感染SARS-CoV M蛋白是通过第一跨膜蛋白抑制I型IFN的产生；但在HCoV-HKU1 M蛋白表达时并未观察到这种抑制作用，这说明在不同的HCoV中M蛋白抑制I型IFN的作用机制并不相同[26]。另有研究表明，MERS-CoV M蛋白是通过抑制IFN调节因子3 ( interferon regulatory factor 3，IRF3)向细胞核转位从而抑制I型IFN，但机制目前尚不清楚[27]。此外，SARS-CoV N蛋白也可以干扰IRF3的功能[28]。但SARS-CoV N蛋白与RIG-I和MDA5都不能形成复合物，这意味着宿主对病毒N蛋白可能存在其他识别机制[29]。
除了结构蛋白外，HCoV的其他非结构蛋白(nonstructural proteins，nsp)和辅助蛋白也参与了固有免疫的调节。例如，SARS-CoV和MERS-CoV的nsp1均可通过抑制宿主mRNA翻译和诱导宿主mRNA降解来抑制宿主基因的表达[30]。SARS-CoV nsp1与核糖体40S亚基相互作用可特异性阻止宿主mRNA的翻译[31]。通过关闭宿主mRNA转录翻译，使病毒RNA的转录和翻译功能优先于宿主的机制。Jauregui等[32]的研究表明，SARS-CoV nsp1的多个残基可阻止IFN依赖的信号传递。SARS-CoV和MERS-CoV RNA基因组均编码了类木瓜蛋白酶( papain-like protease，PLpro)，PLpro通常具有多功能蛋白酶活性，包括去泛素酶(deubiquitinase，DUB)和IFN拮抗剂功能。PLpro抑制了固有免疫应答，它可下调前炎症因子CCL5、IFNβ、CXCL10的mRNA表达[33]。MERS-CoV的PLpro通过阻断IRF3的磷酸化和核转位，具有IFN拮抗剂的作用[34]。尽管辅助蛋白在HCoV病毒复制中并不重要，但在细胞增殖、凋亡和IFN信号等转导中是必不可少的[35]。在SARS-CoV的ORF 3b和6蛋白可通过抑制IRF3的磷酸化和核易位干扰IFN-β的合成。同时辅助蛋白在IFN激发基因(IFN-stimulated gene，ISG)启动子区域阻止IFN-β诱导IFN刺激响应元件(interferon-stimulated response element，ISRE)激活，扰乱IFN信号转导[28]。Yang等[27]研究发现，MERS-CoV的M蛋白、ORF 4a、4b和5蛋白均是强效IFN拮抗剂。进一步研究发现，ORF4蛋白通过抑制IFN-β启动子、IRF-3/7、NF-κB信号通路和ISRE等多种因素在抵抗IFN的抗病毒方面起着主要作用。
ER是蛋白合成、折叠、加工和翻译后修饰的重要细胞器。在正常情况下，ER可以装载高浓度的蛋白，并不影响其独特的腔内环境。然而，当ER处理蛋白折叠超负荷时，错误折叠或未折叠的蛋白会在ER腔内迅速积累，激活各个通路，统称为ER应激反应或未折叠蛋白反应(unfolded protein response，UPR)。这个通路活化起始于ER 3个跨膜传感器：蛋白激酶R样ER激酶(protein-kinase-R-like endoplasmic reticulum kinase，PERK)，肌醇需求蛋白1 (inositol-requiring protein 1，IRE1)和活化转录因子6 (activating transcriptional factor 6，ATF6)，这3个跨膜感受器通过增强蛋白折叠、减少蛋白翻译和上调蛋白折叠基因表达以恢复自稳状态，达到ER辅助降解(ER-assisted degradation，ERAD)的目的。长期和不可逆转的ER应激反应将触发细胞凋亡机制。病毒感染可诱导ER应激反应，宿主产生UPR用以对抗病毒感染。
SARS-CoV 3a蛋白定位于ER-高尔基区，Minakshi等[36]将SARS-CoV 3a蛋白转染细胞后对ER应激进行了研究。细胞内表达3a蛋白激活了ER分子伴侣葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein 78，GRP78)和GRP94的基因，发生ER应激。这个研究发现PERK的激活表现为：(1)真核起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2α，eIF2α)磷酸化增加和ER伴侣蛋白GRP78启动子活性激活；(2)增加ATF4 mRNA翻译；(3)激活了ATF4依赖的C / EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein，CHOP)基因启动子。PERK的激活通过抑制1型IFN信号降低宿主的固有免疫。另有研究表明，显性失活的突变PERK激酶可抑制SARS-CoV和HCoV-HKU1的S蛋白介导的GRP78和GRP94启动子的转录活化作用[37]。然而，不是所有的HCoV株都需要PERK活化作用。HCoV-OC43感染神经元细胞早期，eIF2α可发生短暂磷酸化，随后即被抑制并回到基态水平[21]。但中等程度短暂的eIF2α磷酸化足以激活ATF4 mRNA翻译，并上调下游靶基因ATF4、ATF3和CHOP [38]。针对不同种类HCoV和感染的不同阶段，PERK通路活化机制仍有待进一步研究。
与UPR的另外2个PERK和IRE1信号通路相比，HCoV感染对ATF6通路影响研究相对较少。ATF6的靶基因包括分子伴侣GRP94和GRP78，SARS-CoV S蛋白可增强GRP94和GRP78基因启动子活性，因此推测SARS-CoV S蛋白可以诱导ATF6通路。但有研究发现，SARS-CoV S蛋白过表达并不影响ATF6启动子荧光素酶活性[36]。重组SARS-CoV病毒敲除E蛋白也不显著增强ATF6活化[39]。在果子狸标本中分离发现SARS-CoV辅助蛋白8ab蛋白，当病毒从动物传播到人类的过程中，ORF8ab区域的29个核苷酸发生丢失，导致该蛋白失去活性。该研究发现，8ab蛋白通过激活转录因子ATF6，上调参与蛋白折叠的内源性ER的GPR合成来调节UPR，从而促进蛋白折叠和加工。因此，病毒通过进化丢失SARS-CoV 8ab辅助蛋白活性，推测可能是通过逃避ATF6通路以增强病毒对人体的致病性[35]。
IRE1α酶是一个高度保守的ER跨膜传感器，与激酶和核糖核酸酶(RNase)共同参与IFN应答。有研究观察发现，α冠状病毒中的传染性胃肠炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus，TGEV)通过下调IRE1α抑制宿主miR-30a-5p表达，促进了病毒的复制。miR-30a-5p的作用是通过直接靶向Janus家族激酶(Janus family kinase，JAK)-信号转导和转录激活(signal transducer and activator of transcription，STAT)通路、细胞因子信号蛋白1 (suppressor of cytokine signaling protein 1 ，SOCS1)和SOCS3来增强IFN-I的抗病毒活性。而冠状病毒则通过操控这个通路逃避免疫监测[40]。de Diego等[39]研究提示，SARS-CoV的E蛋白下调了IRE1，减少了细胞凋亡，以保护病毒寄生于宿主细胞，但SARS-CoV的E蛋白并没有下调PERK或ATF-6通路。也有研究提出，HCoV-OC43对人和小鼠均具有神经细胞侵袭性，可导致神经细胞发生退行性病变。他们在对HCoV-OC43 S蛋白突变体(H183R和Y241H)的研究中发现，IRE1/X-盒结合蛋白1 (X-Box bind protein 1，XBP1)通路是ER应激主要的通路[21]。
MAPK信号通路是一组进化保守的丝氨酸/苏氨酸激酶，在氧化应激、DNA损伤、肿瘤和病毒感染等应激状态时均可被激活。到目前为止，在哺乳动物中已发现多种MAPK通路，大致可分为3类：细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)、p38 MAPK和应激活化蛋白激酶/c-Jun N-末端激酶(stress-activated protein kinase/c-Jun N-terminal kinase，SAPK/JNK)。MAPK调控了细胞增殖、存活、迁移、分化、自噬和凋亡过程，并调节细胞因子的产生。SARS-CoV感染可检测到所有MAPK信号通路酶的磷酸化。同样，其他HCoV感染时也均可激活MAPK通路[41]。
SARS-CoV S蛋白和病毒样颗粒主要通过ERK1/2和AP-1导致宿主纤维化相关的趋化因子配体2(fibrosis-associated chemokine ligand 2，CCL2)上调，但与NF-κB信号通路无关。此外，ERK1/2信号通路上游的Ras和Raf也参与了CCL2的上调。研究表明，SARS-CoV S蛋白通过Ras-ERK-AP-1途径，触发血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme，ACE)2受体信号通路，激活纤维组织相关的CCL2表达[42]。另有研究发现，SARS-CoV感染的Vero E6细胞株ERK激活并没有促进其下游靶点p90核糖体S6激酶(p90 ribosomal S6 kinase，p90RSK)的磷酸化[43]。这可能与感染细胞ERK1磷酸化表达高于ERK2有关，ERK1/ERK2比值升高不利于ERK激活后的信号传导，ERK1可以抑制p90RSK的磷酸化和功能活性[44]。在另一项研究中发现，SARS-CoV的一种Ⅲ型中间体微丝蛋白，即波型蛋白(vimentin)被证明是病毒进入细胞的关键蛋白，波形蛋白与病毒S蛋白直接相互作用导致了SARS-CoV具有侵袭性[45]。波形蛋白可与β-肾上腺能受体共同调节ERK激活，推测SARS-CoV S蛋白与波形蛋白及ACE2受体之间的相互作用活化了ERK通路[46]。SARS-CoV S蛋白诱导ERK磷酸化可促进IL-8的释放[47]。另外，通过ERK/AP-1活化，SARS-CoV S蛋白与ACE2受体结合上调了CCL2。CCL2表达增强被认为是导致SARS患者呼吸道炎症临床症状的主要原因[48]。SARS-CoV病毒其他蛋白也被证明可诱导ERK激活，SARS-CoV PLpro的表达可增加ERK 1泛素化，并抑制IFN[48]。SARS-CoV 3b蛋白也参与ERK磷酸化，增强AP-1依赖的前炎症因子单核细胞趋化蛋白-1 (monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)的活性[49]。除了SARS-CoV，MERS-CoV感染与ERK磷酸化增强也有关，使用ERK通路抑制剂也可抑制近50%的MERS-CoV感染[50]。Kono等[51]研究团队发现，在HCoV-229E感染人胚胎肺细胞株L132时，氯喹可显著抑制p38 MAPK和ERK的活化，并抑制HCoV-229E复制。本次2019-nCoV感染临床试用磷酸氯喹也可得到症状改善和病毒转阴的结果，从上述文献中反映出氯喹对细胞通路抑制活化作用可能是症状改善的原因，但对病毒复制抑制的直接作用目前尚无前期基础研究支持。因此，今后靶向ERK通路药物的研发可能具有显著的抗HCoV感染的潜力。
有研究发现，SARS-CoV感染诱导p38 MAPK的激活，并导致细胞凋亡，JNK抑制剂可维持Vero E6细胞株处于持续感染SARS-CoV状态，而ERK激酶抑制剂则不能保持这种持续感染状态，这个研究结果提示，抑制JNK信号通路有利于SARS-CoV持续侵袭机体[52]。过表达SARS-CoV 3a和7a蛋白增加了JNK信号通路的活化，并促进了IL-8基因启动子的活性[53]。SARS-CoV S蛋白也可通过JNK激活来诱导蛋白激酶ε的活化[54]。SARS-CoV N蛋白的表达可导致COS-1细胞株中促生存因子表达下调和细胞凋亡，可能与JNK的激活有关[55]。SARS-CoV基因组包含14个ORF，其中8个编码新的蛋白。香港理工大学Ye等[56]研究发现，过表达ORF-6蛋白依赖JNK信号通路诱导细胞凋亡，JNK抑制剂可阻断ORF-6诱导的细胞凋亡。因此有研究者认为，SARS-CoV感染的急性期促凋亡作用与JNK信号通路激活有关[51]。有研究发现，在HCoV-229E感染过程中JNK也被激活，并通过调节Bcl2家族蛋白发挥抗凋亡作用，且具有促进IFN-β和IL-8产生的作用。JNK在HCoV-229E感染过程中的抗凋亡作用与有些研究并不一致，但在感染CoV的动物H1299细胞株中确实观察到JNK具有促凋亡作用[57]。不同HCoV毒株感染与JNK参与的细胞凋亡结局的不一致，可能与实验中使用不同的病毒株和宿主细胞株有关，毒力强的HCoV毒株(如SARS-CoV和MARS-CoV)感染始终诱导JNK信号通路激活，导致细胞凋亡。这可能体现了作为宿主的人体对病毒侵袭的一种保护机制；而毒力较弱的HCoV-229E毒株感染中出现的抗凋亡现象，可能是宿主容忍病毒并持续共存的表现。
有研究提出，SARS-CoV、MERS-CoV和HCoV-229E感染细胞后均激活了p38 MAPK信号通路[50]，且p38 MAPK和上游激酶均发生磷酸化，并激活TGF-β1基因启动子，导致肺部巨噬细胞的浸润加重[41]。SARS-CoV感染的细胞，p38 MAPK磷酸化的同时，下游效应靶点也相继发生磷酸化，包括MAPK活化蛋白激酶-2 (MAPK-activated protein kinase-2，MAPKAPK-2)、cAMP反应元件结合蛋白(cAMP response element-binding protein，CREB)和ATF-1。p38 MAPK抑制剂也可抑制SARS-CoV诱导的MAPKAPK-2、CREB和eIF4a磷酸化，但不影响病毒蛋白的合成和病毒复制。提示SARS-CoV可能并没有利用p38 MAPK来合成病毒蛋白[58]。对单一SARS-CoV 7a蛋白研究发现，该蛋白仅仅激活了p38 MAPK，并未激活SAPK/JNK通路，说明7a蛋白诱导细胞凋亡可能与其抑制宿主细胞基因表达和激活p38 MAPK的能力有关[59]。采用免疫共沉淀研究方法发现，SARS-CoV 7a和3a蛋白在感染细胞中存在相互协调的作用，并进一步促进了p38 MAPK磷酸化[60]。Jimenez-Guarden～,o等[61]的研究证明，SARS-CoV E蛋白的PBZ结合基序(PBZ-binding motif，PBM)与多配体聚糖蛋白(syntenin)结合到细胞质中，作为p38 MAPK信号级联反应的主要支架蛋白。功能E蛋白转染细胞，并采用特异性siRNA抑制多配体聚糖蛋白结合，可降低p38 MAPK信号通路活化。与体外细胞培养实验结果一致，SARS患者白细胞中的p38 MAPK磷酸化水平是升高的。p38 MAPK信号通路活化增强可导致SARS患者IL-8水平升高和细胞因子异常，但与ERK信号通路无关[62]。此外，p38 MAPK也可能参与抑制其他HCoV病毒的复制过程，有研究表明，p38 MAPK抑制剂SB203580可抑制HCoV-229E诱导的细胞病变，且剂量与病毒滴度呈负相关[51]。
NF-κB蛋白家族的转录因子调控基因表达涉及了许多生物过程，如细胞死亡、炎症、固有免疫和获得性免疫应答。哺乳动物NF-κB家族由5个成员组成，RelA(也称p65)、RelB、c-Rel、NF-κB1 p50和NF-κB2 p52，他们均以二聚体形式存在于细胞质中。NF-κB信号通路主要针对病毒复制、宿主细胞生存和免疫逃逸等机制。
DeDiego等[63]研究表明，SARS-CoV感染小鼠肺部可激活NF-κB，并导致肺部中性粒细胞浸润和病理损害，小鼠存活率下降。抑制NF-κB并不能降低HCoV感染的肺部细胞的病毒滴度，但可减少肿瘤坏死因子(TNF)、CCL2和CXCL2表达。因此提出抑制NF-κB激活对于SARS-CoV感染后降低前炎症因子是至关重要的。NF-κB抑制剂研发可能是缓解冠状病毒肺炎临床病理表现和提高生存率的关键。另有实验证实，SARS-CoV可抑制I-κB激酶(activate I-κB kinase，IKK)信号活化，并抑制TNF-α诱导的NF-κB活化和Cox-2的表达。研究认为，SARS-CoV抑制NF-κB活性和Cox-2表达可能是SARS的发病机制之一[64]。
多种HCoV结构蛋白均可介导并调节NF-κB信号通路。SARS-CoV的S、M、E和N结构蛋白均可干扰NF-κB信号通路。一项研究表明，经纯化和重组的SARS-CoV S蛋白处理的外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells，PBMC)核内的NF-κB活性表达均显著增加。NF-κB抑制剂可抑制这些细胞合成和分泌IL-8，因此认为NF-κB调节了PBMC的前炎症因子水平[63]。采用免疫共沉淀法实验方法证明，SARS-CoV M蛋白与IKKb结合并被隔离在细胞中，导致了NF-κB信号通路的抑制[64]。SARS-CoV S蛋白可通过上调NF-κB上游的蛋白激酶C (protein kinase C，PKC)的同工酶PKCα激活ERK和JNK信号通路[53]。N-Tosyl-l-苯丙氨酸氯甲基酮(N-Tosyl- L-Phenylalanine Chloromethyl Ketone，TPCK)是一种NF-κB抑制剂，HCoV-229E病毒感染PBMC中，给予NF-κB抑制剂TPCK可抑制对病毒S蛋白的应答，并降低IL-8的产生和分泌[65]。此外，Vero E6细胞株过表达SARS-CoV N蛋白将显著增加NF-κB荧光素酶活性，但在Vero、Hela和Huh-7细胞株不存在这种效应。这表明病毒结构蛋白诱导NF-κB信号通路可能存在细胞特异性[66]。单独表达HCoV-OC43 N蛋白无法激活NF-κB。细胞培养中加入TNF-α，HCoV-OC43 N蛋白通过与miR-9之间的互相作用可增强NF-κB激活[67]。SARS-CoV E蛋白对IL-8合成和分泌没有促进作用[68]。另一方面，虽然不能排除MERS-CoV其他结构蛋白或非结构蛋白参与激活NF-κB，但实验证实MERS-CoV M蛋白确实没有与NF-κB的启动子基因位点结合[28]。
过表达SARS-CoV的nsp1可诱导NF-κB激活，但HCoV-229E nsp1则不能诱导NF-κB激活[33]。SARS的发病率和死亡率与免疫功能失调有关，Law等[68]研究证明，SARS-CoV的nsp-1蛋白所起的重要作用是激活NF-κB，并将CCL5、CXCL10和CCL3表达于人肺上皮细胞。SARS-CoV和MERS-CoV的PLpro蛋白和nsp-3蛋白可抑制IFN和NF-κB的活性[34]。Devaraj等[69]研究观察到，SARS-CoV的PLpro蛋白可诱导被仙台病毒感染后的NF-κB基因表达。也有研究证明，SARS-CoV的PLpro蛋白可通过移除IκBα K48相关的泛素化，抑制NF-κB信号通路的激活[70]。
HCoV其他辅助蛋白对NF-κB信号通路均具有干扰作用。SARS-CoV 3和7蛋白表达显著诱导了NF-κB活性。NF-κB绑定的IL-8启动子位点发生突变后，SARS-CoV 3和7蛋白就失去了增强IL-8启动子活性的功能[53]。也有研究提示，MERS-CoV ORF4a的表达可抑制仙台病毒诱导的NF-κB反应启动子活性，但与MERS-CoV ORF4b和ORF5无关[27]。Matthews等[71]研究发现，在细胞核中的ORF4b编码的辅助蛋白(p4b)通过抑制I型IFN和NF-κB信号通路逃避固有免疫。
病毒与宿主之间存在错综复杂的关系，许多因素都影响病毒感染以及宿主发病机制。在病毒感染过程中，宿主必须通过建立多种防御机制来应对病毒。病毒作为细胞内专属病原体，也进化出多种劫持宿主防御和免疫逃逸机制。虽然对HCoV感染与宿主相互作用的有些研究结果并非近期的进展，但本综述意在应对2019-nCoV重大感染疫情的机制研究进行系统回顾。多年来，HCoV一直被认为是人类轻度呼吸道感染的病原体。然而，SARS-CoV、MERS-CoV和近期2019-nCoV重大感染疫情的出现将HCoV推到了研究领域的前沿，可能还会出现更多的新型或重新出现的高致死性HCoV病毒感染，并威胁全球公共健康卫生。总之，不同种类的HCoV感染与人体的细胞凋亡、固有免疫、ER应激应答以及信号通路的相互作用决定了病理生理和疾病预后的显著不同，因此，对所有HCoV与机体相互作用的研究将为抗病毒药物临床治疗和疫苗的研发提供坚实的基础。
所有作者均声明不存在利益冲突
