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华南农大AG体育在线研究新冠病毒中间宿主溯源指向穿山甲

AG体育在线:医药人才网 时间:2020-02-22 浏览量:
新型冠状病毒肺炎疫情爆发后,新型冠状病毒 COVID-19 的起源及其从天然宿主传播到人类的中间宿主传播路径,一直是科研攻关的重要问题之一。



中国动物卫生与流行病学中心的科研团队检测了 4800 余份家禽家畜(含鸡、鸭、鹅、猪、犬、猫等)样品,新型冠状病毒核酸检测均呈阴性,排除了导致本次疫情的新型冠状病毒AG体育在线于家禽家畜的传播路径。

1 月 28 日,复旦大学张永振教授团队利用测序技术确定新型冠状病毒基因组与蝙蝠体内发现的 SARS 样冠状病毒有 89.1% 的相似性。

2 月 3 日,中科院武汉病毒研究所、武汉金银潭医院和湖北省疾控中心联合团队在NatureAG体育在线题为《A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin》的研究成果,对新型冠状病毒基因组序列的比对结果显示蝙蝠最有可能是新型冠状病毒的天然宿主。


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图片AG体育在线:Nature

新型冠状病毒的基因组与蝙蝠身上发现的冠状病毒比对结果表明,新型冠状病毒完成从蝙蝠到人的进化和传播,中间至少需要一个中间宿主。

2 月 20 日,华南农业大学、岭南现代农业科学与技术广东省实验室沈永义教授、肖立华教授团队及广州动物园科研部在预印本bioRxivAG体育在线了题为《Isolation and Characterization of 2019 -nCoV-like Coronavirus from Malayan Pangolins》的研究成果,通过对穿山甲样品进行宏基因组分析,发现穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主。
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图片AG体育在线:bioRxiv官网

穿山甲携带的病毒具有天然多样性。全基因组序列比对发现,新型冠状病毒基因序列与穿山甲病毒基因组存在 34 个高度相关的叠连群(contigs)

沈永义、肖立华研究团队对 2019 年 3~12 月(注意这个时间范围)获得的中国穿山甲(Manis pentadactyla)和马来亚穿山甲(Manis javanica)进行了检测,马来亚穿山甲中冠状病毒阳性率为 68%(17/25)。血清学试验表明,马来亚穿山甲体内抗体可与新型冠状病毒的 S 蛋白结合,提示在自然条件下,穿山甲可能已被新型冠状病毒相关的冠状病毒感染。

从马来穿山甲中分离的冠状病毒基因与新型冠状病毒刺突表面糖蛋白(S)、小包膜蛋白(E)、基质蛋白(M)和核衣壳蛋白(N)90.4%,100%,98.2%,96.7% 的一致性。S 蛋白受体结合结构域 RBD 几乎与新型冠状病毒相同,仅有一个氨基酸序列差异。


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图片AG体育在线:bioRxiv官网

对病毒的基因组分析发现蝙蝠 Bat-Cov-RaTG13 冠状病毒与新型冠状病毒序列一致性高达 96%。分离自穿山甲的病毒株与感染人的新型冠状病毒毒株序列相似度高达 99%。对蝙蝠 Bat-Cov-RaTG13 冠状病毒、穿山甲冠状病毒相关冠状病毒和新型冠状病毒序列一并进行进化树分析,结果表明新型冠状病毒可能进化于穿山甲冠状病毒相关的冠状病毒和蝙蝠 Bat-Cov-RaTG13 冠状病毒。


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蝙蝠冠状病毒、穿山甲冠状病毒相关冠状病毒和新型冠状病毒序列比对和进化分析。图片AG体育在线:bioRxiv官网


此外,被感染的马来亚穿山甲有明显的感染症状,肺泡、膀胱、肝脏、淋巴结、脾、唾液腺可见组织学病理改变;电镜下观察到典型的冠状病毒颗粒结构。
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肺泡局部出血和电镜典型的冠状病毒颗粒结构
图片AG体育在线:bioRxiv官网

我们横向比对了香港大学公共卫生学院新发传染病国家重点实验室管轶教授团队和广西医科大学胡艳玲教授团队 2 月 18 日在预印本 bioRxiv AG体育在线题为《Identification of 2019-nCoV related coronaviruses in Malayan pangolins in southern China》论文,研究结果发现并鉴定了更早期的穿山甲样本中存在与新型冠状病毒相关的冠状病毒。
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图片AG体育在线:bioRxiv官网

研究人员对 2017 年 8 月至 2018 年 1 月及 2018 年 5 月至 7 月(注意这个时间范围,疫情肆虐的祸首新型冠状病毒在我们身边潜伏了将近 3 年之久)两批次穿山甲组织样品进行了高通量基因测序与 qPCR 检测。结果表明穿山甲肺、肠、血液等组织样品呈新型冠状病毒相关的冠状病毒阳性,与新型冠状病毒基因组相似率在 85.5%~92.4%。

系统进化树中代表了新型冠状病毒的两个亚型,其中 GD/P1L 和 GD/P2S 两个分支被认为与新型冠状病毒密切相关。
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图片AG体育在线:bioRxiv官网

新型冠状病毒与穿山甲冠状病毒的受体结合域 RBD 氨基酸序列相似性高达 97.4%,蝙蝠冠状病毒与新型冠状病毒的受体结合域氨基酸相似度为 89.2%,与蝙蝠冠状病毒相比,穿山甲冠状病毒与新型冠状病毒相似度更高。

在另外一篇溯源文章中,我们也发现了新型冠状病毒起源与进化的部分线索。新型冠状病毒与 MERS 冠状病毒、蝙蝠 SARS 冠状病毒和 SARS 冠状病毒处于相同的乙型冠状病毒进化枝中。与蝙蝠 SARS-like CoV 平行进化,相比于 SARS 冠状病毒,新型冠状病毒与蝙蝠冠状病毒存在更密切的亲缘关系。

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图源:Cell Host & Microbe官网


结语

目前来看,穿山甲是除天然宿主蝙蝠外唯一被新型冠状病毒相关冠状病毒感染的哺乳动物。


  • 新型冠状病毒是否有除穿山甲外的中间宿主?
  • 新型冠状病毒从穿山甲传播到人类的宿主路径是否能闭环?
  • 这种传播路径是否与粪口途径及气溶胶途径有关?



这些问题仍然需要病毒学家和流行病学专家进一步调查研究和深入挖掘。

整合上述多家研究机构关于新型冠状病毒天然宿主和中间宿主溯源的研究工作,穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主这一结论,对阻断病毒动物源头、避免病原长期传播、促进新型冠状病毒的源头防控、防止新型冠状病毒肺炎疫情死灰复燃有重大意义。





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