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原创 《自然-医学》: 新冠病毒是自然进化的产物

来源:爱乐趣网 时间:2020年04月19日 23:52

原标题:《自然-医学》: 新冠病毒是自然进化的产物

2020年3月17日《自然-医学》期刊上发表的一篇研究文章显示,2019年出现在中国武汉的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是自然进化的产物,它已然造成了大规模的冠状病毒肺炎疫情,并蔓延到了全球70多个国家和地区。

研究者们在对SARS-CoV-2和几种相关病毒的公共基因组序列数据进行分析后发现,没有证据表明该病毒是由实验室制造或以其他方式人为设计的。

该篇论文作者、斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute,TSRI)免疫与微生物学副教授Kristian Andersen博士表示,“通过对已知冠状病毒株的现有基因组序列数据进行对比,我们可以非常肯定地说,SARS-CoV-2是自然过程的产物”

该篇论文的题目叫《SARS-CoV-2 的近源研究》,其作者除了Andersen博士外,还有杜兰大学的Robert F. Garry、悉尼大学的Edward Holmes、爱丁堡大学的Andrew Rambaut和哥伦比亚大学的W. Ian Lipkin。

冠状病毒是一种种类庞大的病毒家族,所引发疾病的严重程度各有不同。2003年中国非典(SARS)疫情则是全球首个已知因冠状病毒引起的严重传染疫情。第二次严重传染疫情则是2012年沙特阿拉伯的中东呼吸综合征(MERS) 。

2019年12月31日,中国向世界卫生组织(WHO)通报称,暴发了新型冠状病毒(SARS-CoV-2)疫情。截至2020年2月20日,累计登记的新冠肺炎病例接近167,500,死亡病例超过6,600例,另有许多轻症病例可能没有确诊。

疫情暴发不久,中国科学家们对SARS-CoV-2的基因组进行了测序,并向全球研究者公开了测序结果。测序结果显示,中国政府迅速察觉到了疫情,且由于出现人传人的特征后,新冠肺炎感染人数不断攀升。借助这些测序数据,Andersen博士联合其他几家研究机构的专家们,以病毒的几个显著特征为线索,探寻SARS-CoV-2的前世今生。

研究者们分析了纤突蛋白(S蛋白)的基因模板,纤突蛋白是病毒用来抓取并渗透动物细胞外壁的外壳。说得更详细点就是,他们把研究重点放在了纤突蛋白的2个重要特征上:

1. 受体结合区(RBD):一种能抓住宿主细胞的抓钩;

2. 裂解位点:一种允许病毒破开进入宿主细胞的分子结构开罐器。

佐证病毒是自然产物的证据

研究者们发现,SARS-CoV-2纤突蛋白的受体结合区(RBD)部分在不断地进化,它已经能够有效地针对人类细胞外部的分子特征(即血管紧张素转化酶2(ACE2),一种调节血压的受体)进行结合。研究者们由此得出结论,由于SARS-CoV-2纤突蛋白能非常有效地与人类细胞结合,因此它是自然选择的结果,而不是基因工程的产物。

研究者们继而对SARS-CoV-2的骨架即整体分子结构展开了研究,结果依然指向自然进化的结论。如果想要人为制造一种新的冠状病毒作为病原体,就要从已知致病病毒的骨架中构建这种病毒。但研究者们发现,SARS-CoV-2的骨架与已知冠状病毒截然不同,反而与蝙蝠和穿山甲体内的相关病毒相似度极高。Anderson在论文中说,“(我们发现)病毒的纤突蛋白受体结合区(RBD)发生突变,病毒的骨架与已知冠状病毒骨架的相似度极低,这2个特征就排除了SARS-CoV-2是实验室人为制造的可能。”

英国惠康信托基金会流行病领域负责人Josie Golding博士补充说,“有关新冠病毒起源的谣言不绝于耳,Anderson博士和他的同事们提供了新冠病毒起源的有力证据,这对打击谣言是至关重要的。”Josie Golding博士说,“他们已经证明新冠病毒是自然进化的产物,终结了人造病毒的阴谋论观点。”

病毒的可能来源

根据基因测序分析的结果,Anderson和他的合作者得出结论,SARS-CoV-2最可能的来源有2种:

1. 由于某种自然选择,病毒在非人类宿主中进化到了病变状态,然后感染人类。

以前冠状病毒暴发的方式也是这样,人类先是直接接触果子狸(SARS)和骆驼(MERS),然而感染病毒。研究者们认为,由于SARS-CoV-2病毒与蝙蝠冠状病毒极其相似,因此蝙蝠是SARS-CoV-2病毒最有可能的宿主。但鉴于目前还没有蝙蝠直接传播病毒给人类的病例报告,这就说明蝙蝠与人类之间可能还存在一种中间宿主。

如果这种猜测成立,那么SARS-CoV-2纤突蛋白的2个显著特征:结合细胞的受体结合区(RBD)和病毒的裂解位点,在感染人类之前就已经进化到了目前的(病变)状态。因为病毒已经进化出致病性,并能人传人,一旦人类被感染,传染疫情可能就会迅速暴发。

2. 病毒在病变之前从动物宿主直接感染人类,然后再在人体内进化到目前的病变状态。

例如,有些亚洲和非洲的穿山甲或类似犰狳的哺乳动物,其体内的冠状病毒具有与SARS-CoV-2非常相似的受体结合区(RBD)结构。来自穿山甲的冠状病毒很可能已经直接或通过中间宿主(果子狸或雪貂)传播给了人类。

SARS-CoV-2纤突蛋白的另一个显著特征,即裂解位点,可能是在疫情暴发之前,在人类宿主体内通过人类中有限且尚未发现的传播进行进化。研究者们发现,SARS-CoV-2的裂解位点与禽流感病毒株的裂解位点相似,后者已被证明很容易在人与人之间传播。SARS-CoV-2可能已经在人类细胞中进化出了一个毒性很强的裂解位点,大大增强了冠状病毒在人与人之间的传播能力,并很快导致了当前疫情的暴发。

作为论文的合著者,Andrew Rambaut博士提醒称,目前很难知道是哪一种情况。如果SARS-CoV-2以当前的病原体形式从动物源传播到人类身上,则会增加未来疫情暴发的可能性,因为致病病毒株仍可能在动物种群中传播,并可能再次传播给人类。非致病性冠状病毒传播给人类,然后进化出类似于SARS-CoV-2特性的概率更低。

编译:Lauren_Hanks

来源:ScienceDaily

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200317175442.htm

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