導 讀:新型冠狀病毒感染確診人數已超SARS,而隨著近期研究者的努力,其真麵容也漸漸浮出水麵,之前針對冠狀病毒傳染的防治經驗,提示我們掌握其來源對於預測其發展甚至是遏製其傳染都十分重要。
柳葉刀雜誌近日在線發表了來自中國疾病預防控製中心的研究結果,他們從患者樣本中測序分析了2019年新型冠狀病毒(2019-nCoV)病原體,發現其與2003年流行的嚴重急性呼吸道綜合症(SARS)病毒以及2012年發現的中東呼吸綜合症(MERS)病毒在基因上有較大差異。
研究人員對9名患者(其中8名曾到過華南海鮮市場)的支氣管肺泡灌洗液以及培養分離株的樣本進行了二代測序。從這些個體獲得了完整的和部分的2019-nCoV基因組序列。使用Sanger測序將病毒重疊群連接起來以獲得全長基因組,快速擴增cDNA末端來確定基因組的末端區域。總共從9位患者中開發了10條2019-nCoV基因組序列,其中8條是完整的病毒基因組,其餘2條為部分完整基因組。
基因組分析中使用的樣本信息
病毒和誰最像?
獲得基因組信息後,研究人員首先橫向進行對比,8組完整基因組相似度高達99.98%,鑒於病毒易突變的特點,這表明該病毒是最近才感染人類的。
緊接著,研究人員將完整基因組與已知的冠狀病毒基因組庫進行縱向對比,這其中也包括了SARS病毒和MERS病毒。
結果發現,2019-nCoV與兩種2018年於中國舟山采集到的蝙蝠來源SARS樣冠狀病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21密切相關(相似度為88%)。但與SARS病毒(相似度79%)和MERS病毒(相似度50%)相差較大。係統發育分析表明,2019-nCoV屬於Betacoronavirus屬的Sarbecovirus亞型,在基因上與SARS病毒相距較遠。
病毒係統發育樹
基因差異與致病性有何關聯?
之前關於冠狀病毒的研究表明,病毒表麵的S蛋白影響病毒對生命體的感染與傳播。其中S蛋白的S1亞基負責結合細胞表麵受體,S2亞基負責幫助病毒進入細胞。而2019-nCov與舟山蝙蝠病毒在S2亞基的相似度達到了93%,但是在S1亞基上相似性隻有68%,這提示了新型冠狀病毒在人類感染中的特異性。
盡管2019-nCov與SARS病毒結合總體相似性不高,但是在S1亞基的受體結合區域相似度卻很高,之前有研究通過計算機輔助分析預測2019-nCov和SARS病毒相似,同樣結合的是ACE2受體,並且也有細胞實驗證明2019-nCov可以結合ACE2受體。
但是基於研究者對於SARS病毒和ACE2結合位點的某些氨基酸有較大差異的事實,依舊需要我們進一步的試驗證明這些氨基酸突變是否會影響到ACE2結合或者改變受體嗜性。
對三種冠狀病毒的受體結合域位點分析
流行病學分析
在研究過程中,研究人員同時也對樣本來源進行了流行病學分析,9名患者中的8名曾去過華南海鮮市場,這說明他們可能在市場中直接接觸到了感染源,然而剩下一名患者隻是曾經住過華南海鮮市場附近的賓館,這加強了病毒可能通過飛沫傳播的證據,當然也存在不明來源的可能。
盡管病毒係統發育樹表明,2019-nCoV來源於蝙蝠,但同樣也有事實表明存在著蝙蝠與人之間的中間宿主。
1. 2019年12月下旬才收到了有感染病例的消息,然而武漢的蝙蝠在當時已經進入冬眠;
2. 華南海鮮市場並未販賣蝙蝠,但是確實有野生動物出售的現象;
3. 舟山蝙蝠與2019-nCov的相似度小於90%,這說明兩者在係統發育樹的較遠兩個分支上,舟山蝙蝠不大可能是這次疫情的直接來源;
4. SARS和MERS的傳播途徑中可以看到,雖然病毒儲庫一開始都是蝙蝠,但是都有其中間宿主才傳播至人類。
研究團隊通過對本次新型冠狀病毒基因組結構的分析,闡明了其來源和受體結合特性。本次疫情爆發再次凸顯了隱身於野生動物的病毒庫對人類的潛在威脅……
原始出處:
Roujian Lu, Xiang Zhao, Juan Li, et.al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet January 30, 2020