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《研究提供有关冠状病毒动物来源的线索》

  • 来源专题：动植物疫病
  • 编译者： 刘小燕
  • 发布时间：2021-03-21

  • 通过比较影响人、蝙蝠和穿山甲的冠状病毒基因，可以洞悉大流行的开始。在对不同物种的冠状病毒基因的研究中，揭示了有关新型冠状病毒及其潜在的人类起源的进一步线索。该研究表明，蝙蝠和穿山甲中曾经存在过这种病毒的祖先，然后才传给人类。然而，科学家们得出结论，需要进一步的研究来发现首先感染人类的动物冠状病毒。研究中发现的蝙蝠和穿山甲中的许多高影响力冠状病毒变体可以指导疫苗的设计和开发。

    科学家们使用一种新型的混合计算方法，将影响蝙蝠和穿山甲的冠状病毒与引起人类Covid-19的病毒（称为SARS-CoV-2）进行了比较。这项发表在《 MDPI病毒》杂志上的研究确定了影响每种物种的冠状病毒特异的基因，以及影响蝙蝠和穿山甲的冠状病毒中常见的部分基因。科学家发现，一种穿山甲冠状病毒与经分析的其他穿山甲病毒更像SARS-CoV-2。这项工作是基于先前在黑客马拉松活动中开始的研究而进行的，该研究当时来自罗斯林和阿伯里斯特威斯大学的研究小组使用了数百种可公开获得的冠状病毒基因组，将SARS-CoV-2与蝙蝠和穿山甲中最接近的遗传亲戚进行了比较。

    来自阿伯里斯特威斯大学生物学科的尼古拉斯·迪莫纳科说：“这项工作表明，在穿山甲和蝙蝠中都发现了冠状病毒类型，它们在基因上与人类SARS-CoV-2病毒的基因相似性高于与相同宿主中其他病毒的相似性。”

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    • 根据发表的发现，去年在中国武汉市出现的新型SARS-CoV-2冠状病毒是自然进化的产物，自那以后引起了大规模的COVID-19流行并传播到其他70多个国家。今天在《自然医学》杂志上发表 对来自SARS-CoV-2和相关病毒的公共基因组序列数据的分析发现，没有证据表明该病毒是在实验室中制造或以其他方式设计的。 “通过比较已知冠状病毒株的可用基因组序列数据，我们可以坚定地确定SARS-CoV-2来自自然过程，” Scripps Research免疫学和微生物学副教授Kristian Andersen博士说。纸。 除了Andersen之外，图兰大学的Robert F. Garry以及《 SARS-CoV-2的近端起源》一书的作者。悉尼大学的爱德华·霍姆斯（Edward Holmes）；爱丁堡大学的Andrew Rambaut；哥伦比亚大学的W. Ian Lipkin。 冠状病毒是一大类病毒，可导致严重程度范围广泛的疾病。冠状病毒引起的第一个已知的严重疾病是2003年在中国爆发的严重急性呼吸系统综合症（SARS）。 2012年，沙特阿拉伯爆发了第二次严重疾病，爆发了中东呼吸综合症（MERS）。 去年12月31日，中国当局向世界卫生组织发出警告，称新的冠状病毒毒株暴发引起严重疾病，该毒株后来被命名为SARS-CoV-2。截至2020年2月20日，已记录了近167,500例COVID-19病例，尽管还有更多轻度病例可能未被诊断。该病毒已杀死6600多人。 流行病开始后不久，中国科学家对SARS-CoV-2的基因组进行了测序，并将数据提供给全世界的研究人员。所得的基因组序列数据表明，中国当局迅速发现了该流行病，并且由于单次引入人群后人与人之间的传播，COVID-19病例的数量一直在增加。其他几个研究机构的Andersen和合作者使用此测序数据，通过重点研究该病毒的几种典型特征来探索SARS-CoV-2的起源和进化。 科学家分析了刺突蛋白的遗传模板，刺突蛋白是病毒外部的骨架，用来捕获并穿透人和动物细胞的外壁。更具体地说，他们集中研究了刺突蛋白的两个重要特征：受体结合域（RBD）（一种钩住宿主细胞的钩子）和裂解位点（一种分子开罐器），它可以使病毒裂解然后输入宿主细胞 自然进化的证据 科学家发现，SARS-CoV-2刺突蛋白的RBD部分已经进化为有效靶向人细胞外部称为ACE2的分子特征，ACE2是参与调节血压的受体。实际上，SARS-CoV-2刺突蛋白在结合人类细胞方面是如此有效，以至于科学家得出结论认为，它是自然选择的结果，而不是基因工程的产物。 SARS-CoV-2骨架的数据-整体分子结构支持了自然进化的证据。如果有人试图设计一种新的冠状病毒作为病原体，那么他们将利用已知会引起疾病的病毒的骨干来构建它。但是科学家发现，SARS-CoV-2主链与已知的冠状病毒有很大的不同，并且大多数类似于蝙蝠和穿山甲中发现的相关病毒。 安德森说：“病毒的这两个特征，即刺突蛋白的RBD部分的突变及其独特的骨架，排除了实验室操纵作为SARS-CoV-2的潜在来源的可能性。” 英国Wellcome Trust流行病学负责人Josie Golding博士说，Andersen及其同事的发现“对于为流传有关病毒起源（SARS-CoV）的谣言提供基于证据的观点至关重要。 -2）导致COVID-19。” Goulding补充说：“他们得出结论，该病毒是自然进化的产物，结束了对故意基因工程的任何猜测。” 病毒的可能来源 根据他们的基因组测序分析，Andersen及其合作者得出结论，SARS-CoV-2的最可能起源遵循两种可能的情况之一。 在一种情况下，该病毒通过在非人类宿主中的自然选择演变为当前的致病状态，然后跳向人类。这就是以前的冠状病毒爆发的方式，人类直接暴露于麝香（SARS）和骆驼（MERS）后感染了该病毒。研究人员提出，蝙蝠是SARS-CoV-2最可能的储存库，因为它与蝙蝠冠状病毒非常相似。然而，尚无蝙蝠直接传播的案例，这表明蝙蝠与人类之间可能存在中间宿主。 在这种情况下，SARS-CoV-2刺突蛋白的两个显着特征-与细胞结合的RBD部分和打开病毒的切割位点-在进入人类之前已经进化到它们的当前状态。在这种情况下，一旦感染人类，当前的流行病可能会迅速出现，因为该病毒已经进化出使其具有致病性并能够在人与人之间传播的特征。 在另一种建议的方案中，该病毒的非致病性版本从动物宿主跃入人类，然后在人群中演变为目前的致病状态。例如，一些来自穿山甲，在亚洲和非洲发现的犰狳类哺乳动物的冠状病毒的RBD结构与SARS-CoV-2非常相似。来自穿山甲的冠状病毒可能已经直接或通过中介宿主（如麝猫或雪貂）传播给了人类。 然后，SARS-CoV-2的另一个独特的刺突蛋白特征性切割位点可能已经在人类宿主内进化，可能是通过在流行病开始之前人类人群中未被检测到的有限循环。研究人员发现，SARS-CoV-2裂解位点看起来与禽流感菌株的裂解位点相似，该株已证明可以在人与人之间轻易传播。 SARS-CoV-2可能已经在人类细胞中进化出了这种强力裂解位点，并很快开始了当前的流行病，因为冠状病毒可能已经变得更有能力在人与人之间传播。 该研究的合著者安德鲁·兰巴特（Andrew Rambaut）警告说，目前很难甚至不可能知道哪种情况最有可能发生。如果SARS-CoV-2以当前的病原体形式从动物源进入人类，则会增加未来爆发的可能性，因为致病病毒株仍可能在动物种群中传播，并可能再次跳入人类。非致病性冠状病毒进入人群，然后发展出类似于SARS-CoV-2的特性的机会更低。 该研究的资金由美国国立卫生研究院，皮尤慈善基金会，惠康基金会，欧洲研究委员会和ARC澳大利亚获奖者奖学金提供。
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