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研究:新冠病毒或源于穿山甲与蝙蝠冠状病毒的重组

(原标题:研究:新冠病毒或源于穿山甲与蝙蝠冠状病毒的重组)

  摘要:研究者认为,某些穿山甲冠状病毒S蛋白的受体结合域几乎与新冠病毒的完全相同,因而新冠病毒可能起源于穿山甲冠状病毒与来自蝙蝠的RaTG13病毒的重组。

2月20日,两个研究团队均表示,他们发现的穿山甲病毒不太可能与新冠病毒直接相关,但两种病毒之间可能还有另一个中间宿主参与了病毒重组。图为四川卫生检疫综合实验室检测人员身穿防护服在负压实验室进行新冠病毒核酸检测。图/IC photo

▲2月20日,两个研究团队均表示,他们发现的穿山甲病毒不太可能与新冠病毒直接相关,但两种病毒之间可能还有另一个中间宿主参与了病毒重组。图为四川卫生检疫综合实验室检测人员身穿防护服在负压实验室进行新冠病毒核酸检测。图/IC photo

  多个团队在穿山甲身上发现了与新冠病毒高度相关的冠状病毒。2月20日,华南农业大学沈永义、肖立华研究团队,以及广东省生物资源应用研究所副所长陈金平团队均在预印本网站bioRxiv上发表了有关穿山甲冠状病毒的论文。两个团队均表示,他们发现的穿山甲病毒不太可能与新冠病毒直接相关,但两种病毒之间可能还有另一个中间宿主参与了病毒重组。

  陈金平团队发表的论文“穿山甲是新冠病毒(2019-nCoV)的中间宿主吗?”称,虽然研究表明穿山甲是β-冠状病毒的天然宿主,具有未知的感染人类的潜力,但他们的研究数据不支撑新冠病毒是由穿山甲冠状病毒演变而来的。其中一项重要证据为,新冠病毒S蛋白两个亚基S1和S2间的蛋白酶切位点有多个插入,即序列PRRA,而这在与之相似的蝙蝠冠状病毒Bat-CoV-RaTG13 和穿山甲冠状病毒pangolin-CoV-2020中没有出现。因此研究人员认为,尽管可以清楚的知道新冠病毒起源于蝙蝠冠状病毒,但两种病毒之间可能还有另一个中间宿主参与病毒重组。

  S蛋白是一种膜融合蛋白,目前已知的多种RNA病毒感染入侵的第一步即是通过病毒的膜融合蛋白与靶细胞结合,SARS 冠状病毒S蛋白为I类膜融合蛋白。

  “RRAR”序列在2月2日被首次提及。来自南开大学、齐鲁师范学院的研究者在中科院云顶国际备用网址论文预印平台chinaxiv发布论文称,他们在新冠病毒S蛋白S1与S2之间交界区的氨基酸序列中,无意发现了“RRAR”序列,该序列符合Furin酶切位点的识别模式“RXXR”,新冠病毒基因组可能存在Furin蛋白酶切位点,是此前所有发现的 SARS 和 类SARS冠状病毒所不具备的,这种变异有可能增强了新冠病毒的传播能力。

  对于新冠病毒有一个Furin的切割位点,研究冠状病毒的宾夕法尼亚大学医学院微生物学系副研究员李懿泽也对《常识分子》表示,这是与其在同源上非常近的SARS冠状病毒和所有已知的类SARS冠状病毒,以及穿山甲冠状病毒上没有发现的特征。从目前的数据来看,穿山甲不可能是新冠病毒的直接中间宿主。

  该研究的样本来自于走私穿山甲,研究人员在2019年参与营救了两批穿山甲,包括2019年3月的21只走私穿山甲,和7月的6只走私穿山甲。研究人员在救治无效的穿山甲的下呼吸道样品取样分析,3只穿山甲中检测到β属冠状病毒pangolin-CoV-2020,这三只穿山甲都有严重的呼吸道疾病。

  研究人员发现的这一穿山甲冠状病毒与新冠病毒和Bat-CoV-RaTG13具有高度相似性,但系统发育树表明,起源于蝙蝠的冠状病毒(Bat-CoV-RaTG13)在单个基因和基因组序列上与新冠病毒更为接近。pangolin-CoV-2020和新冠病毒之间的核苷酸序列相似性达90.23%,单个蛋白质序列的同一性可高达100%。pangolin-CoV-2020与Bat-CoV-RaTG13之间的核苷酸序列相似度达90.15%,而新冠病毒与Bat-CoV-RaTG13之间的对应区域的核苷酸序列相似度为96.12%。

  此外,pangolin-CoV-2020和新冠病毒表面S蛋白的核苷酸序列相似性为82.21%,而Bat-CoV-RaTG13和新冠病毒有最高的相似性,达92.59%。pangolin-CoV-2020和SARS冠状病毒S基因的相似性十分低,为72.63%。研究者称,这些结果支撑pangolin-CoV-2020和2019-nCoV,以及SARS-CoV可以共享相同的受体ACE2。

  同日,华南农业大学的研究团队发表的论文也坦言,他们发现的穿山甲冠状病毒与新冠病毒疫情暴发不直接相关,但新冠病毒可能起源于穿山甲冠状病毒与来自蝙蝠的RaTG13病毒的重组。该论文题为“马来亚穿山甲中2019-nCoV样冠状病毒的分离与鉴定”,也发表在预印本平台bioRxiv。

  此前的2月7日,华南农业大学沈永义、肖立华教授的研究团队曾召开发布会称,他们发现所获得的穿山甲样品中β属冠状病毒的阳性率为70%,电镜下观察到冠状病毒颗粒结构,宏基因组拼接出来的穿山甲病毒序列与目前感染人的毒株序列相似度高达99%,穿山甲可能是新冠病毒的“潜在中间宿主”。(参见报道“研究称穿山甲为新冠潜在中间宿主 专家认为需更多证据” )

  研究称,从穿山甲中鉴定出的SARS相关冠状病毒与新冠病毒有遗传相关性,但它们之间的基因序列差异较大,这一穿山甲冠状病毒不太可能与这次新冠病毒疫情的暴发直接相关。研究者从马来亚穿山甲中分离出了一种冠状病毒,通过进行全基因序列的基因重组分析,他们发现穿山甲冠状病毒的基因与新冠病毒和来自菊头蝠的冠状病毒RaTG13非常相似,除S基因外,序列相似性达到80%-98%。而穿山甲冠状病毒与新冠病毒的E,M,N和S基因,分别表现出100%,98.2%,96.7%和90.4%的氨基酸同一性。

  通过对S基因的进一步研究,研究者认为新冠病毒S蛋白的RBD似乎就来自于这一穿山甲冠状病毒的某种相关病毒。他们所研究的穿山甲冠状病毒S蛋白的受体结合域,几乎与新冠病毒的完全相同,仅有一个氨基酸存在差异。因而他们认为,新冠病毒可能起源于穿山甲冠状病毒与来自蝙蝠的RaTG13病毒的重组。

  该研究使用的穿山甲是2019年3-12月被广东省海关和广东省林业厅查获没收的走私穿山甲,包括4只中华穿山甲和25只马来穿山甲。这些穿山甲被送往野生动物救援中心后,大部分时间都一动不动或是抽泣,尽管医护人员尽了全力,这批穿山甲最终还是全部死亡。而由于感染这一冠状病毒的穿山甲呈现出了临床症状和组织病理学变化,其体内的循环抗体能够与新冠病毒的S蛋白发生反应,这种冠状病毒也能从穿山甲身上被分离出来,研究者认为,穿山甲有可能充当新冠病毒的中间宿主。

  2月19日,汕头大学粤港新发传染病联合实验室、香港大学新发传染性疾病国家重点实验室、广西医科大学胡艳玲课题组等在预印本网站bioRxiv上也发布了最新研究,其显示穿山甲的多个样品中发现了和新冠病毒相似的冠状病毒,在受体结合域(RBD)穿山甲样本中的冠状病毒与新冠病毒相似度达97%。研究显示,穿山甲可能是新冠病毒的中间宿主之一。(参见报道“管轶团队最新研究:穿山甲或为新冠病毒中间宿主之一 ”)

  尽管现有已知的穿山甲冠状病毒与此次新冠病毒存在较大差异,但研究者仍提醒应当注意这些冠状病毒对人类的潜在威胁。

  由于穿山甲冠状病毒的RBD与新冠病毒的RBD基本相同,与人的ACE2也具有很强的结合能力,因此沈永义等人的论文认为,这种穿山甲冠状病毒对公共健康构成了潜在的未来威胁。穿山甲和蝙蝠都是夜间活动的动物、吃昆虫,且有重叠的生态位,这使穿山甲成为某些SARS相关病毒非常理想的中间宿主,应该对穿山甲和其他相关动物中的其他SARSr-CoV进行更系统的长期监测,以识别当前疫情中2019-nCoV的潜在动物来源。同时,也应当更严格地禁止穿山甲非法贸易,穿山甲是世界上贸易量最大的哺乳动物,如果不能有效控制野生动物贸易,穿山甲身上发现的这种冠状病毒可能对公共健康构成持续性的威胁。

  根据陈金平研究团队的论文,他们的样本穿山甲中有两只来自在广东梅州、阳江和江门海关截获的穿山甲,第三只来自清远到河源的路上截获的穿山甲。虽然这些穿山甲来自于不同的海关,在不同的日期截获,但它们检测到的冠状病毒基因组序列都与蝙蝠冠状病毒有关。与2019年3月获得的两个穿山甲样本相比,2019年7月获得的第三个穿山甲样本中的冠状病毒相对较少。尽管不清楚这两批走私和异国穿山甲是否来自同一来源,但研究结果表明穿山甲是β冠状病毒的天然宿主,这一病毒可能是穿山甲的一种地方性动物病,其它的冠状病毒也可能会在穿山甲中传播,保护野生生物和限制人类对野生生物的接触,对于将冠状病毒从野生动物传播给人类的风险降到最低至关重要。

  

  

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