《从基因组学角度了解SARS-CoV-2的起源》

  • 来源专题:新发突发疾病(新型冠状病毒肺炎)
  • 编译者: 蒋君
  • 发布时间:2020-05-02
  • 概述了我们目前所知的关于新型冠状病毒出现的基因组数据,并讨论了在当下具有大众认知差异的问题。文章总结道,新型冠状病毒很可能成为人类第5种地方性冠状病毒。 冠状病毒显然有能力跨越物种界限,适应新的宿主。因此人类需要更多的研究来帮助制定公共卫生政策,以应对类似病毒的出现。

    该文指出,政策和其它相关措施有助于防止其它冠状病毒对人类健康构成威胁,这包括:

    1.监测多种哺乳类动物的冠状病毒。众所周知,蝙蝠携带许多冠状病毒,我们对其它物种携带这些病毒以及哪些病毒有可能出现在人类身上知之甚少。

    2.加强打击非法贩卖野生动物的行动。

    3.禁止菜市场销售哺乳动物或鸟类野生动物。

  • 原文来源:;https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)30328-7.pdf
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    • 编译者:蒋君
    • 发布时间:2020-03-06
    • 逆向遗传学已经成为必不可少的工具,彻底改变了我们对病毒发病机理和疫苗开发的见解。大型RNA病毒基因组(例如冠状病毒),由于大小和偶尔的不稳定性,很难在大肠杆菌宿主中进行克隆和操纵,因此,RNA病毒的另一种快速而强大的反向遗传学平台将使研究界受益。在这里,我们展示了基于酵母的合成基因组学平台的完整功能,可用于多种RNA病毒的基因重建,包括冠状病毒科、黄病毒科和副粘病毒科的成员。使用病毒分离物,克隆的病毒DNA、临床样品或合成DNA生成病毒亚基因组片段,并使用转化相关重组(TAR)克隆在酿酒酵母中一步组装,以将基因组维持为酵母人工染色体(YAC)。 T7-RNA聚合酶已被用于产生传染性RNA,然后被用于拯救活病毒。基于该平台,我们能够在收到合成DNA片段后仅一周的时间内,对最近流行的SARS-CoV-2的化学合成克隆进行工程改造和复活。我们在此描述的技术进步可对爆发的病毒快速做出反应,因为它可以在爆发期间实时实时生成不断发展的RNA病毒变体并对其功能进行表征。
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    • 编译者:zhangmin
    • 发布时间:2020-03-31
    • 1.时间:2020年3月26日 2.机构或团队:复旦大学、悉尼大学 3.事件概要: Cell期刊于3月26日在线出版了复旦大学张永振教授和悉尼大学Edward C. Holmes教授合著的评论文章“A Genomic Perspective on the Origin and Emergence of SARS-CoV-2”,该文章对SARS-CoV-2等冠状病毒的基因组数据进行了综述,探讨了对该病毒起源的相关研究。文章指出,COVID-19早期病例与华南海鲜市场的关联,并且从该市场获得“环境样本”的基因组序列(可能是物体表面)的系统发育分析表明,它们与最早的武汉患者的病毒样本密切相关。这些表明华南海鲜市场在病毒的出现中起到了重要作用,但尚不清楚样本是来自无意中存放传染性物质的人还是源自该地点的动物或动物制品。 SARS-CoV-2与其他冠状病毒的比较 文章指出,序列和结构比较均表明,SARS-CoV-2 RBD非常适合与人ACE2受体结合,而SARS-CoV也利用了该受体。从2013年在云南省采样的中菊头蝠中获得的称为RaTG13冠状病毒与SARS-CoV-2序列相似性约为96%,但在许多关键基因组特征上有所不同,其中最重要的是SARS-CoV-2中刺突(S)蛋白的S1和S2亚基的连接处有一个弗林蛋白酶切割位点的插入(残基PRRA)。此外,SARS-CoV-2和RaTG13的受体结合结构域(RBD)仅约85%相似,并且仅共享六个关键氨基酸残基之一。从2019在云南省另一种菊头蝠属蝙蝠种采集到的病毒RmYN02中观察到了S1/S2裂解位点上氨基酸PAA的独立插入,这表明这些插入事件反映了自然冠状病毒进化过程的一部分。文章称,尽管SARS-CoV和MERS-CoV都与SARS-CoV-2密切相关,并且这两种病毒均与蝙蝠相关,但这些病毒之间的生物学差异却很明显。相比之下,SARS-CoV-2的异常传播最为令人惊讶,确定支撑这种传播能力的病毒学特征显然是当务之急。 SARS-CoV-2的人畜共患病起源 文章称,对于多种冠状病毒而言,蝙蝠无疑是重要的储藏物种。尽管如此,蝙蝠在SARS-CoV-2的人畜共患起源中所起的确切作用尚未确定。文章称,几乎可以肯定的是,更多的采样将发现甚至与SARS-CoV-2亲缘关系更近的其他蝙蝠病毒。一个关键问题是这些病毒或其他任何动物的病毒是否包含关键的RBD突变以及与SARS-CoV-2中相同的弗林蛋白酶样切割位点插入。 文章指出,穿山甲携带与SARS-CoV-2有关的病毒强烈表明,各种哺乳动物中都存在大量相关的β-冠状病毒但尚未抽样。不能排除该病毒在2019年12月首次被发现之前的一段在人类“隐秘”传播中已获得了一些关键突变,可能包括RBD和弗林蛋白酶切割位点插入,使其能够完全适应人类。特别是,该病毒可能比预期的更早在人群中出现(也许甚至不在武汉),但由于无症状感染(具有轻度呼吸道症状)而未被发现。 文章指出,另一个引起广泛关注的问题是SARS-CoV-2是否是重组病毒,以及这种重组是否可能促进了其出现。重组事件可见于sarbevirus基因组的多个位置。但是,很难确定重组事件的确切模式和基因组的祖先,有必要对动物种群中的病毒多样性进行更广泛的采样。 SARS-CoV-2的持续基因组进化 随着COVID-19流行病的发展,更多的病毒基因组已被测序。但仅通过基因组比较难以确定病毒中能影响表型的重要突变,并且此类声明需要仔细的实验??验证。文章指出,很明显,更多的突变将出现在病毒基因组中,这些突变将有助于追踪SARS-CoV-2的传播。但是,随着流行病的增长,相对于病例总数,样本序列可能会非常少,以至于即使不是不可能,也很难检测到各个传播链。因此,在尝试推断确切的传播事件时必须始终保持谨慎。监视病毒传播时表型的任何变化显然很重要。很有可能,COVID-19病例数和/或病死率的任何下降都可能是由于人群免疫力的提高和流行病学环境,而不是病毒的突变引起的。 文章结论称,至关重要的是,对动物冠状病毒的监视应包括蝙蝠以外的动物,因为中间宿主的作用可能非常重要,这为病毒在人类内的传播提供了更直接的途径。鉴于野生动植物中病毒的多样性以及它们的持续进化,可以说,降低未来爆发风险的最简单,最具成本效益的方法是尽可能限制人们与动物病原体的接触。针对非法野生动植物贸易采取更强有力的行动。 4.附件: 原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30328-7#articleInformation