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Nature | 华南农大研究表明,新冠病毒由穿山甲冠状病毒和蝙蝠冠状病毒重组而来

作者: iBioWorld

时间: 2020-05-09 13:26

截至 5 月 7 日 24 时,全世界累计确诊新冠肺炎患者超过 380 万,累计死亡患者超过 26 万人,疫情爆发至今已近 5 个月,然而目前依然没有特效药和疫苗。除了隔离、治疗,加快特效药和疫苗研发以外,还需要尽快弄清楚该病毒的自然宿主和中间宿主,有助于更好更快地战胜病毒。

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5 月 7 日,国际顶尖学术期刊 Nature 杂志以加快评审文章形式上线了华南农业大学沈义永、肖立华等人题为:Isolation of SARS-CoV-2-related coronavirus from Malayan pangolins 的研究论文。

研究团队从马来亚穿山甲中分离到与新冠病毒(SARS-CoV-2)高度同源性冠状病毒,比较基因组分析的结果表明,SARS-CoV-2 可能源自穿山甲冠状病毒样病毒与蝙蝠冠状病毒-RaTG13 样病毒的重组。

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穿山甲

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穿山甲在亚洲被广泛猎杀和贩卖,以作为食物及传统中药材使用。该物种在其原生栖地均大幅减少,中华穿山甲自 1990 年起列入濒危野生动植物种国际贸易公约附录二中,任何从野外捕猎的商业用途均被禁止。在我国,穿山甲属于国家二级保护动物,禁止捕杀和食用,非法捕杀、走私或贩卖,可被判监 5 年以上有期徒刑,案情严重最高可判处无期徒刑。

目前,穿山甲已被列入《世界自然保护联盟》(IUCN) 2014 年濒危物种红色名录ver 3.1——极危(CR)。极危表示该物种所面临的威胁及危机等级为最高,是仅次于灭绝及野外灭绝的评级。这一评级意味着穿山甲的野生种群面临即将绝灭的机率非常高。

新冠肺炎(COVID-19)的爆发给全球卫生带来了前所未有的挑战。新冠病毒(SARS-CoV-2)与 SARS-CoV 和蝙蝠冠状病毒 RaTG13 具有高度的序列同源性。尽管蝙蝠可能是各种冠状病毒的宿主宿主,但 SARS-CoV-2 是否具有其他宿主仍然不清楚。

在这项研究中,从马来亚穿山甲中分离出的一种冠状病毒在 E、M、N 和 S 基因中分别与 SARS-CoV-2 具有 100%、98.6%、97.8% 和 90.7% 的氨基酸同一性。

特别地,穿山甲冠状病毒的 S 蛋白内的受体结合结构域实际上与 SARS-CoV-2 的受体结合结构域相同,仅有一个非关键氨基酸差异。

比较基因组分析的结果表明,SARS-CoV-2 可能源自穿山甲冠状病毒样病毒与蝙蝠冠状病毒-RaTG13 样病毒的重组。

在分析的 25 种马来亚穿山甲中有17种检测到了穿山甲冠状病毒。被感染的穿山甲显示出临床症状和组织学变化,并且抗穿山甲-CoV 的循环抗体与 SARS-CoV-2 的 S 蛋白反应。

论文作者认为,穿山甲中与 SARS-CoV-2 高度相关的冠状病毒的分离,表明穿山甲有潜力充当 SARS-CoV-2 的中间宿主。

此外,论文作者强调,如果不能有效地控制野生动植物贸易,那么在被(非法)贩卖最多的哺乳动物穿山甲中新发现的冠状病毒可能对公共健康构成未来的威胁。

值得一提的是,早在 2 月 6 日,华南农业大学官方发布消息称:华南农业大学发现穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主。这是首次提出穿山甲可能为新冠病毒的中间宿主。

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3 月 26 日,管轶团队在 Nature 发表了题为:Identifying SARS-CoV-2 related coronaviruses in Malayan pangolins 的研究论文。

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管轶团队在对广西和广东反走私行动中查获的多个穿山甲样本进行检测,并在穿山甲样本中发现了新冠病毒相关冠状病毒,属于此次新冠病毒的两个亚型,其中一个受体结合域与新冠病毒密切相关。

此次发现穿山甲冠状病毒的多个谱系及其与新冠病毒的相似性表明,穿山甲应被视为此次新型冠状病毒的可能中间宿主,再次强调应禁止在菜市场等交易穿山甲等野生动物。

新冠病毒宿主的相关研究

新冠病毒来自蛇?

1 月 22 日,Journal of Medical Virology 杂志上发表了来自北京大学、广西中医药大学、宁波大学、武汉生物工程学院等单位联合完成的题为:Homologous recombination within the spike glycoprotein of the newly identified coronavirus may boost cross‐species transmission from snake to human 的研究论文。

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该论文通过同义密码子使用偏向分析,认为蛇是造成当前武汉新型冠状病毒 2019-nCoV 感染爆发的最可能的野生动物库。

但是该研究结论并未得到业内研究人员的广泛认可,因为同义密码子使用偏向分析并不适合用来研究冠状病毒的宿主,所以论文结论不一定可靠。

新冠病毒自然宿主仍是蝙蝠

2 月 3 日,国际顶尖学术期刊 Nature 杂志以加快评审文章形式上线了中科院武汉病毒研究所石正丽团队的研究论文(该论文主要内容已于 1 月 23 日在预印本 bioRxiv 上线)。

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石正丽团队论文

自 18 年前 SARS 爆发以来,在其自然宿主蝙蝠中发现了大量严重急性呼吸综合征相关冠状病毒(SARSr-CoV),先前的研究表明,其中一些蝙蝠来源的 SARS 相关冠状病毒可能会感染人类。

在这篇论文里,石正丽团队报道和表征了引发此次武汉肺炎疫情的新型冠状病毒。

石正丽团队在疫情爆发早期,从五名患者中获得了病毒全长基因组序列。这些病毒彼此几乎相同,并且对 SARS 冠状病毒有 79.5% 的基因组序列相似性。通过七个保守的非结构蛋白的成对蛋白序列分析表明,表明该病毒属于 SARSr-CoV 物种。

此外,新型冠状病毒在全基因组水平上与蝙蝠冠状病毒具有 96% 的同源性。证实了此次发现的新冠病毒的自然宿主为蝙蝠。

最重要的是,该研究从分子水平揭示了新冠病毒与 SARS-CoV 使用相同受体 ACE2 进入细胞。

中间宿主是水貂?

1 月 25 日,北京大学朱怀球、浙江大学肖永红合作在预印本 bioRxiv 在线发表题为:Host and infectivity prediction of Wuhan 2019 novel coronavirus using deep learning algorithm 的研究论文。

该论文通过比较脊椎动物宿主所有病毒的感染模式,发现水貂病毒显示出与 2019-nCov 更为接近的感染模式。传染性模式分析的这些结果表明,水貂可能是新冠病毒的中间宿主。

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中间宿主是穿山甲?

2 月 6 日,华南农业大学官方发布消息称:华南农业大学发现穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主。研究团队通过分析 1000 多份宏基因组样品,锁定穿山甲为新型冠状病毒的潜在中间宿主;继而通过分子生物学检测,揭示穿山甲中 β 冠状病毒的阳性率为 70%;进一步对病毒进行分离鉴定,电镜下观察到典型的冠状病毒颗粒结构;最后通过对病毒的基因组分析,发现分离的病毒株与目前感染人的毒株序列相似度高达 99%。

这是首次提出穿山甲是新型冠状病毒的潜在中间宿主。

2 月 18 日,管轶教授和广西医科大学胡艳玲教授作为共同通讯作者在预印本网站 bioRxiv 发表题为:Identification of 2019-nCoV related coronaviruses in Malayan pangolins in southern China 的最新研究论文。

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研究团队对广西和广东反走私行动中查获的多个穿山甲样本进行检测,并在穿山甲样本中发现了新冠病毒相关冠状病毒,属于此次新冠病毒的两个亚型,其中一个受体结合域与新冠病毒密切相关。

此次发现穿山甲冠状病毒的多个谱系及其与新冠病毒的相似性表明,穿山甲应被视为此次新型冠状病毒的可能中间宿主。

这次武汉新型冠状病毒的中间宿主到底是哪种(哪些)野生动物呢?水貂?穿山甲?还是其他动物?现在依然不完全,我们能做的就是远离野生动物,拒绝接触、非法捕捉、食用野生动物。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2313-x

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2169-0

本文经授权转载自“BioWorld”微信公众号,作者iBoWorld。感谢原作者的分享。

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