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管轶的研究,填上了新冠病毒来源拼图中的最关键一片

王宇歌 博士 Hanson临床科研 2020-09-11
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关键词:新型冠状病毒;基因序列;来源;Hanson解读


穿山甲的冠状病毒序列终于被公布,SARS-CoV-2的来源有了重大突破,也回答了很多的无端猜疑和传言。

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专门从事病毒研究的王宇歌博士第一时间做了解读,一起看这篇非常关键且严谨的研究论文。


我上周说很希望看到穿山甲所携带的病毒基因组S蛋白结构。现在这两个研究数据终于都公布了。
除了我已经评价的McLellan组今天上线的Science的S蛋白结构文章(见【突破】新冠病毒关键蛋白结构被解析,与ACE2亲和力竟是SARS病毒10到20倍;今天bioRxiv上传了汕头大学-香港大学联合病毒学研究所的preprint文章,报道了在马来西亚穿山甲(Manis javanica)中冠状病毒的鉴定结果,论文题目是“Identification of 2019-nCoV related coronaviruses in Malayan pangolins in southern China”。


这个研究来自管轶组,采样广西和广东海关在2017年至2019年3月截获的非法贩运的马来西亚穿山甲,所以结果非常客观,它全面回答了病毒来源的诸多猜想。

该研究应用了最新的宏基因组技术,发现穿山甲中的2个冠状病毒亚型与SARS-CoV-2十分相似,其中一个亚型和SARS-CoV-2共有RBD的5个氨基酸残基。

研究首先检测了2017年8月至2018年1月从18个马来西亚穿山甲(Manis javanica)中收集的冷冻组织(肺,肠,血液)样品。

令人惊讶的是,其RNA-seq显示43个样本中的6个中存在冠状病毒,分别是2个肺组织样品,2个肠道样品,1个肺肠混合物样品,1个血液样品
(可以看出冠状病毒容易侵袭的部位。编辑注)
研究获得6个完整或接近完整的病毒基因组序列—GX/P1E,GX/P2V,GX/P3B,GX/P4L,GX/P5E和GX/P5L,在进化分析中,发现其与SARS-CoV-2亲缘性很近。这些病毒基因组结构与SARS-CoV-2类似,具有9个开放阅读框。

研究进一步应用Vero-E6培养系统分离出了病毒。由于这一实验体系的建立,研究设计出了相关PCR引物,进一步鉴定了2018年5月至7月之间收集的另一批穿山甲样品,在从12只穿山甲中测试的19个样品(9个肠道样品,10个肺组织样品)中,发现3个肺组织样品冠状病毒呈阳性(除了来自广西的动物外,在COVID-19疫情爆发后,广州海关技术中心重新检查了他们在以前的截获的5个储存的穿山甲样品)。 

这些新的穿山甲冠状病毒基因组与SARS-CoV-2有约85.5%至92.4%的基因序列同源性。它们形成了两个进化分支(亚型),其中之一(GD/P1L和GDP2S)与SARS-CoV-2密切相关。
十分重要的发现是,研究判断穿山甲冠状病毒与著名的蝙蝠冠状病毒RaTG13及SARS-CoV-2三者之间可能发生了重组。
SARS-CoV-2与广东发现的穿山甲冠状病毒S蛋白的受体结合结合域(RBD)具有97.4%氨基酸序列同源性;而RaTG13与SARS-CoV-2的RBD只有89.2%的氨基酸序列同源性。
更重要的是,广东穿山甲冠状病毒和SARS-CoV-2在RBD的5个关键残基上具有相同的氨基酸残基,而RaTG13仅与SARS-CoV-2共享1个氨基酸。这可以参见McLellan组S蛋白结构文章(见新冠病毒关键蛋白结构被解析)。

穿山甲是除蝙蝠以外唯一被SARS-CoV-2同类冠状病毒感染的哺乳动物,本研究在穿山甲中发现了2个相关的冠状病毒亚型都与SARS-CoV-2高度同源。这表明这些哺乳动物可能是此类冠状病毒的长期宿主,但也不能排除穿山甲的冠状病毒直接来源于蝙蝠。

从东南亚到广西和广东的这条非法野生动物的贩运途径,可能是很多相关病毒传染病的真正来源。因此这一研究提示处理这些动物需要相当谨慎,应严格禁止在市场中出售它们


本研究的意义

本研究结果,填上了新冠病毒来源拼图中的最关键一片,对于新冠病毒的清除及疾病的预防具有关键作用
另外,广东穿山甲冠状病毒的RBD与SARS-CoV-2之间的氨基酸高度相似性,提示可能是由于自然选择介导的趋同进化、而不是实验室重组引起的


管轶的研究对疫情防控为什么重要?

我们从管轶教授在SARS研究中的贡献,就可以更好地理解这次研究的意义。

2003年,管轶团队率先分离出SARS病毒,并证实了果子狸是SARS的中间宿主,也是人类感染SARS的直接来源,之后他和钟南山院士一起上报,广东开始清除市场上的果子狸,有效遏制了SARS疫情的扩散

2003年底,广东再次出现SARS疑似病例,管轶再次率先完成测序,结果证实为SARS。管轶排除了重重障碍,并请钟南山院士给广东省高层领导打电话,陈述事情的严重性。广东迅速动员,再次清剿果子狸,此次行动中发现了5例SARS患者;但由于迅速采取了行动,SARS并没有造成广泛传染,以至于很多人都不知道这段历史。管轶作为吹哨人,让国内成功避免了2004年SARS的再次爆发,功不可没。


论文链接:
https://doi.org/10.1101/2020.02.13.945485
作者简介:
王宇歌博士,一直从事病毒研究。目前在美国从事针对HIV感染的新药研发。



编辑:Henry;微信号:healsan。
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