新研究:龟类也可能是新冠病毒潜在中间宿主

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  目前,新冠病毒已致我国数万人感染,上千人丧生,并蔓延至全球20多个国家。确认中间宿主对阻止病毒的进一步传播至关重要。

  
此前,研究人员先后提出蝙蝠或是新冠病毒自然宿主,蛇、穿山甲可能是潜在中间宿主。

  
2月26日,湖北医药学院附属人民医院的刘龙联合广州暨南大学吴建国课题组在《医学病毒学杂志》上发表论文称,龟类(西部锦龟、绿海龟、中华鳖)也可能是将新冠病毒传播给人类的潜在中间宿主。最新研究采用冠状病毒刺突蛋白和宿主ACE2受体的组成和差异,预测SARS-CoV-2的潜在中间宿主。

  
该研究的重点是比较SARS CoV-2与SARS-CoV、蝙蝠SARS样CoV和其他冠状病毒之间的刺突序列。这有助于进行进化分析,并寻找可能的病毒库。此外,对ACE2结构和结合基序比对的分析,有助于提供线索来区分潜在宿主。

SARS-CoV-2编码至少27种蛋白质,包括15种非结构蛋白、4种结构蛋白和8种辅助蛋白。刺突蛋白(S)是一种结构蛋白,位于病毒体的外壳上,负责与宿主受体血管紧张素转换酶2(ACE2)结合。研究刺突蛋白中受体结合区域(RBD)序列的进化关系有助于理解病毒起源趋势。
研究结果表明,蝙蝠SARS样CoV RaTG13与SARS-CoV-2整体基因组具有96.2%的序列同一性。值得注意的是,SARS-CoV是穿山甲标本中分布最广的冠状病毒。

  
刺突RBD受体相互作用是决定冠状病毒宿主范围的关键因素。研究组对来自SARS-CoV、蝙蝠或穿山甲SARS样CoV和SARS-CoV-2的刺突蛋白的RBD序列进行了比对。

  
蝙蝠SARS样CoV从第473到第490个残基缺失,位于外部亚结构域,似乎可以确定这些病毒不会自然感染人。目前并没有直接证据表明,蝙蝠SARS样CoV曾感染人类。

穿山甲SARS样CoV SRR10168377与蝙蝠SARS样CoV RaTG13仅具有85%的同一性。这表明如果只关注刺突RBD,穿山甲SARS样CoV SRR10168377有可能越过宿主屏障感染人类。
类似SARS-CoV与人ACE2的结合,受体上的31、41、82、353、355和357位残基在与SARS CoV-2刺突蛋白相互作用时会定位到表面。

  
从具有ACE2受体41和353位的RBD域中的Asn501来看,龟类和穿山甲似乎比蝙蝠更接近人类。这表明龟类和穿山甲可能是SARS-CoV-2的潜在扩展宿主。

  
了解结构结合机制将有助于找到准确的病毒库,并有助于制定预防对策。通过冷冻电子显微镜紧急分析SARS-CoV-2刺突蛋白的结晶体,有助于验证SARS CoV-2刺突RBD与人类ACE2或其他宿主受体之间相互作用的结合点。

  
据报道,SARS-CoV-2 刺突蛋白与ACE2的结合能力比SARS-CoV强得多。这表明SARS-CoV-2的中间宿主更多。

  
目前已知龟类作为病毒库,携带数十种病毒,包括虹蛙病毒(RV)、尼多病毒(NV)、乳头瘤病毒(PV)、甲鱼虹彩病毒(STIV)、甲鱼系统性败血症球状病毒(STSSSV)、龟细小核糖核酸病毒(ToPV)和中华鳖出血综合征病毒(TSHSV)。不能排除蝙蝠SARS样CoV RaTG13或其他SARS样CoV感染龟类,并在进化后向人传播。

  
从SARS-CoV和MERS-CoV到SARS-CoV-2,蝙蝠均是冠状病毒的天然宿主,但中间宿主却各不相同。此前研究表明,与其他动物相比,蛇因其同义密码子相对使用度(RSCU)偏向,很有可能是SARS-CoV-2的野生动物病毒库。

  
果子狸和单峰骆驼作为人畜共患病SARS-CoV和MERS-CoV的中间宿主,生活在不同的时空环境,但它们仍将冠状病毒传播给人类。这使得短期内找到SARS-CoV-2的中间宿主很难。

  
病毒受体结合序列和宿主受体的分析有助于快速靶向SARS-CoV-2可能的中间宿主。与非法交易的穿山甲相比,市场上的龟类更普遍受欢迎。

  
总之,该研究提供了一些信息,即与蛇和穿山甲一样,龟类(西部锦龟、绿海龟、中华鳖)亦可能是将SARS-CoV-2传播给人类的潜在中间宿主,但仍需进一步研究来确认。

  
(原题为《最新研究!龟类也可能是潜在中间宿主》)

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