一个研究SARS-CoV-2病毒起源的科学家小组发现,当SARS-CoV-2病毒获得感染人类细胞的能力时,它特别适合通过变形从动物转移到人类。SARS-CoV-2病毒是导致2019冠状病毒大流行的病毒。
杜克大学(Duke University)、洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)、德克萨斯大学埃尔帕索分校(University of Texas at El Paso)和纽约大学(New York University)的研究人员在进行基因分析时证实,这种病毒最接近的亲属是一种感染蝙蝠的冠状病毒。但这种病毒感染人类的能力是通过交换一种冠状病毒的关键基因片段而获得的,这种病毒感染一种名为穿山甲的有鳞哺乳动物,从而使这种病毒有可能感染人类。
研究人员报告说,这种从物种到物种的跳跃是病毒通过改变其遗传物质与宿主细胞结合的能力的结果。打个比方,这就像是病毒重组了钥匙,使其能够打开宿主细胞的门——在这个例子中是人类细胞。在SARS-CoV-2病例中,“关键”是在病毒表面发现的一种突起蛋白。冠状病毒利用这种蛋白质附着在细胞上并感染细胞。
“很像原来的非典,从蝙蝠果子狸,或即从蝙蝠到单峰骆驼骆驼,然后给人类,这个流行的祖冠状病毒进行了进化的遗传物质,使其最终感染人类,”冯说高,医学博士,教授,医学分部的杜克大学医学院传染病和该研究的通讯作者出版在线5月29日《科学》杂志上的进步。
高和他的同事说,追踪病毒的进化路径将有助于阻止未来由病毒引起的大流行,并可能指导疫苗研究。
研究人员发现,典型的穿山甲冠状病毒与SARS-CoV-2差异太大,无法直接导致人类大流行。
然而,它们确实含有受体结合位点——与细胞膜结合所必需的突起蛋白的一部分——这对人类感染很重要。这种结合位点使得附着在细胞表面的蛋白质成为可能,这种蛋白质在人类呼吸道和肠道上皮细胞、内皮细胞和肾细胞等细胞中大量存在。
尽管蝙蝠的病毒祖先是与SARS-CoV-2关系最密切的冠状病毒,但其结合位点非常不同,仅靠自身无法有效感染人类细胞。
SARS-CoV-2似乎是蝙蝠病毒和穿山甲病毒的混合,以获得人类感染所需的“关键”受体结合位点。
“有地区的病毒具有高度的相似性之间的氨基酸序列不同的冠状病毒感染人类,蝙蝠和穿山甲,表明这些病毒正在类似的主机选择和可能的祖先SARS-CoV-2能够很容易从这些动物给人类,”主要作者)说李从杜克大学。
“人们已经研究了我们在论文中讨论的从穿山甲中提取的冠状病毒序列,但是科学界对于它们是否在SARS-CoV-2的进化中发挥了作用仍然存在分歧,”该研究的联合首席作者、洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家Elena Giorgi说。
Giorgi说:“在我们的研究中,我们证明了SARS-CoV-2确实具有丰富的进化史,包括在蝙蝠和穿山甲冠状病毒获得转移到人类之前对遗传物质进行重组。”