武漢新型冠狀病毒進(jìn)化來(lái)源被破解
2020年1月21日,中國(guó)科學(xué)院上海巴斯德研究所郝沛研究員、軍事醫(yī)學(xué)研究院國(guó)家應(yīng)急防控藥物工程技術(shù)研究中心鐘武研究員和中科院分子植物卓越中心合成生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李軒研究員合作,在SCIENCE CHINA Life Sciences(《中國(guó)科學(xué):生命科學(xué)》英文版),在線發(fā)表了題為“Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission”的論文。 該論文分析闡述了引起近期武漢地區(qū)肺炎疫情爆發(fā)的新型冠狀病毒的進(jìn)化來(lái)源,及與導(dǎo)致2002年廣東“非典”疫情的SARS冠狀病毒、“中東呼吸綜合征”MERS冠狀病毒的遺傳進(jìn)化關(guān)系,并通過(guò)對(duì)武漢的新型冠狀病毒spike-蛋白的結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算,揭示了武漢新型冠狀病毒spike-與人ACE2蛋白作用并介導(dǎo)傳染人的分子作用通路。該成果評(píng)估了武漢新型冠狀病毒的潛在人間傳染力,為盡快確認(rèn)傳染源和傳播途徑、制定高效的防控策略提供了科學(xué)理論依據(jù)。 2019年12月以來(lái),湖北省武漢市集中發(fā)生了不明原因肺炎疫情。流行病調(diào)查發(fā)現(xiàn)這些陸續(xù)出現(xiàn)的肺炎病例都與武漢市“華南海鮮市場(chǎng)”有關(guān)聯(lián)。武漢市組織多學(xué)科專家會(huì)診調(diào)查,利用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)等手段認(rèn)定武漢地區(qū)肺炎疫情為病毒性肺炎。2020年1月8日,初步確認(rèn)了一種新型冠狀病毒為此次疫情的病原。 武漢地區(qū)的病毒性肺炎疫情爆發(fā),與2002年廣東爆發(fā)的“非典”疫情有很多相似的地方,都發(fā)生在冬季、初始發(fā)生都起源于人與動(dòng)物市場(chǎng)交易的鮮活動(dòng)物接觸,而且都是由未知的冠狀病毒病原導(dǎo)致。截止1月20日18時(shí),我國(guó)境內(nèi)累計(jì)報(bào)告新型冠狀病毒感染的肺炎病例224例,其中確診病例217例(武漢市198例,北京市5例,廣東省14例);疑似病例7例(四川省2例,云南省1例,上海市2例,廣西壯族自治區(qū)1例,山東省1例)。日本通報(bào)確診病例1例,泰國(guó)通報(bào)確診病例2例,韓國(guó)通報(bào)確診病例1例。感染患者中有14個(gè)醫(yī)護(hù)人員,該新型冠狀病毒出現(xiàn)人傳人并有擴(kuò)散的趨勢(shì)。 2020年1月10日,武漢新型冠狀病毒的第一個(gè)基因組序列數(shù)據(jù)被公布,后來(lái)陸續(xù)有多個(gè)從患者身上分離的新型冠狀病毒的基因組序列發(fā)布。這些新型冠狀病毒基因組數(shù)據(jù),為研究分析武漢新型冠狀病毒的進(jìn)化來(lái)源、致病病理機(jī)制提供了第一手資料。 為了解武漢新型冠狀病毒與已知明確感染人的兩種冠狀病毒的關(guān)系,此論文的研究者通過(guò)對(duì)武漢新型冠狀病毒基因組與2002年“非典”SARS冠狀病毒、“中東呼吸綜合征”MERS冠狀病毒進(jìn)行了全基因組比對(duì),發(fā)現(xiàn)平均分別有~70%和~40%的序列相似性。其中不同冠狀病毒與宿主細(xì)胞作用的關(guān)鍵spike基因(編碼S-蛋白),有更大的差異性。 為了解析武漢新型冠狀病毒的進(jìn)化來(lái)源和可能的自然界宿主,研究者利用武漢新型冠狀病毒和收集到大量冠狀病毒數(shù)據(jù)進(jìn)行了遺傳進(jìn)化分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)武漢新型冠狀病毒屬于Beta冠狀病毒屬(Betacoronavirus)。Betacoronavirus是蛋白包裹的單鏈正鏈RNA病毒,寄生和感染高等動(dòng)物(包括人)。在進(jìn)化樹的位置上,與SARS(導(dǎo)致2002年“非典”)病毒和類SARS(SARS-like)病毒的類群相鄰,但并不屬于SARS和類SARS病毒類群。有意思的是它們進(jìn)化上共同的外類群是一個(gè)寄生于果蝠的HKU9-1冠狀病毒。所以武漢冠狀病毒和SARS/類SARS冠狀病毒的共同祖先是和HKU9-1類似的病毒。由于武漢冠狀病毒的進(jìn)化鄰居和外類群都在各類蝙蝠中有發(fā)現(xiàn),推測(cè)武漢冠狀病毒的自然宿主也可能是蝙蝠。如同導(dǎo)致2002年“非典”的SARS冠狀病毒一樣,武漢冠狀病毒在從蝙蝠到人的傳染過(guò)程中很可能存在未知的中間宿主媒介。 |