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東南亞洞穴中發現可感染人類細胞的蝙蝠冠狀病毒

作者:知識分子
東南亞洞穴中發現可感染人類細胞的蝙蝠冠狀病毒

新發現"為新型冠狀病毒的自然起源提供了強有力的證據,表明天然蝙蝠等野生動物可能攜帶更多類似的病毒。" |圖檔:pixabay.com

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巴斯德研究所和寮國國立大學的一項研究得出結論,可以感染人類的冠狀病毒很可能在東南亞的蝙蝠中廣泛傳播,有證據表明在寮國發現了三種新的蝙蝠冠狀病毒,它們與新的冠狀病毒高度相似。

寫作|賈克山

|馮琦 陳曉雪

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自2019年疫情爆發以來,新型冠狀病毒的起源一直受到科學界和公衆的廣泛關注。追蹤新冠狀病毒起源的主流研究方法是尋找與新冠狀病毒序列相似的野生動物攜帶的冠狀病毒。冠狀病毒與新型冠狀病毒的整個基因組序列最相似,目前據報道已經從犀牛親和力中檢測到,并且它與新型冠狀病毒的進化分歧發生在50多年前。

科學家們普遍認為,确定冠狀病毒宿主範圍的關鍵是突出蛋白,特别是其受體結合結構域。

根據現有研究,蝙蝠冠狀病毒RatG13的突出蛋白與人類受體的結合效率較低,并且感染人類細胞的能力非常有限。穿山甲冠狀病毒受體結合結構域序列更接近新的冠狀病毒,具有感染人類細胞的能力。

是以,科學家們已經确定,新的冠狀病毒可能是通過蝙蝠冠狀病毒與受體結合區域中的穿山甲冠狀病毒重組而産生的,并且穿山甲可能是從蝙蝠到人類的新型冠狀病毒的中間宿主。

法國巴斯德研究所、寮國巴斯德研究所和寮國國立大學的研究人員認為,如果新的冠狀病毒直接從蝙蝠傳播給人類,則應在野生蝙蝠中檢測到類似于新的冠狀病毒受體結合域序列的冠狀病毒。

為了驗證這一假設,他們從寮國北部的喀斯特(喀斯特)景觀洞穴中收集了1,551份蝙蝠血,唾液,拭子/糞便和尿液樣本,并進行了冠狀病毒基因組序列分析。2021年9月17日,他們将研究結果上傳到《自然》雜志的預印平台(尚未經過同行評審)。

在收集的樣本中,研究人員發現三種蝙蝠冠狀病毒(BANAL-52,BANAL-103和BANAL-236)與新的冠狀病毒序列高度相似。其中,BANAL-52在所有報告的冠狀病毒中僅次于RatG13。

"本文中發現的病毒是迄今為止發現的新冠病毒最接近的祖先,這為天然蝙蝠等野生動物可能攜帶更多類似病毒提供了強有力的證據。在接受《知識分子》采訪時,中國科學院武漢病毒研究所研究員石正立說。

特别值得注意的是,在與人類受體接觸的突出蛋白的受體結合域中的17個氨基酸中,BANAL-52和BANAL-103具有與新冠病毒相同的氨基酸(圖B)。相比之下,RaTG13隻有11種氨基酸與新冠病毒相同。

研究發現,與之前廣泛報道的蝙蝠冠狀病毒RatG13不同,新發現的蝙蝠冠狀病毒的突出蛋白與人體細胞受體結合,可以介導人細胞中的病毒感染,并且可以被人血清中新的冠狀病毒抗體中和。

香港大學李嘉誠醫學院生物醫學科學學院教授Kim Dong-kwan表示,這些發現"基本上是已知的或預期的",在全基因組水準上,三種新發現的蝙蝠病毒并沒有顯示出比RatG13更接近新冠病毒。

東南亞洞穴中發現可感染人類細胞的蝙蝠冠狀病毒

新冠病毒及其相關病毒的進化樹。(A)基于全基因組(B)的序列,含有刺猬蛋白受體結合結構域|照片:文學

研究發現,同一洞穴中的不同蝙蝠物種攜帶高度相似的冠狀病毒序列,表明冠狀病毒可以在同一洞穴中的多種蝙蝠物種之間傳播,為來自不同來源的蝙蝠冠狀病毒的重組提供了條件。是以,新的冠狀病毒可能是由多種蝙蝠物種的冠狀病毒重組引起的。

對此,汕頭大學病毒學聯合研究所和港港大學/粵港新傳染病聯合實驗室副所長朱華辰解釋說,蝙蝠就像一個大型水庫,儲存了大量具有高度遺傳多樣性的冠狀病毒,現在已知大多數哺乳動物冠狀病毒都能找到與它們有遺傳聯系的冠狀病毒。 有時在它們之間重新組合,導緻新的變體。

新發現的蝙蝠冠狀病毒受體結合域序列比穿山甲冠狀病毒更類似于新型冠狀病毒。與支援穿山甲作為中間宿主并參與新冠狀病毒起源的研究不同,該研究支援冠狀病毒從蝙蝠宿主到人類的直接"溢出"。這一結論也與最近基于突變特征的新冠狀病毒可追溯性的結果一緻。

如果冠狀病毒直接從蝙蝠身上"溢出",它是如何感染人類的?研究人員認為,在洞穴中或附近修行的僧侶,洞穴的訪客或在洞穴中工作的修煉者都可能直接接觸蝙蝠冠狀病毒。

此外,該研究還擴大了對不同國家和地區冠狀病毒自然分布的了解。朱說,冠狀病毒以前曾在雲南,浙江,日本,高棉和泰國的菊花蝙蝠中發現過。這項研究告訴我們,這種類型的病毒也存在于寮國北部的蝙蝠種群中。"也許在中半島和南部半島的石灰岩洞穴系統中,在湄公河對岸的幾個國家,甚至在其他尚未被注意到的國家和地區,都可能有病毒的痕迹。

新冠病毒的突起蛋白具有Flynn蛋白酶切割位點,可以提高病毒進入宿主細胞的效率。該研究在新收集的蝙蝠病毒樣本中沒有發現Flynn蛋白酶切割位點,研究人員解釋說,目前蝙蝠冠狀病毒的樣本量仍然不足。

靳還指出,該研究尚未完善,許多具體資料尚未給出,例如,新發現的病毒與RatG13同源比較、受體結合域同質性比較等。

悉尼大學進化生物學家和病毒學家Eddie Holmes教授在接受采訪時表示,"研究為新型冠狀病毒的自然起源提供了令人信服的證據,突顯了自然界中普遍存在的人類冠狀病毒"。"就病毒可追溯性而言,在接近新冠的動物中發現病毒并将其排除在人類之外是新冠病毒的真正來源,"金說。

未來,研究人員将需要調查蝙蝠洞穴周圍的人,以評估他們是否感染了蝙蝠冠狀病毒,以及他們是否産生了與冠狀病毒相關的抗體。朱華辰告誡說,冠狀病毒具有跨物種傳播的天然能力,它們會引起感染事件,而不是偶然的一次性事件;"它提醒我們,自然界中不會有其他天然有毒的物種沒有被發現,比如菊花蝙蝠和穿山甲?"

"這些結果将為随後新的冠狀病毒可追溯性提供方向,突出對攜帶病毒的野生動物進行前瞻性研究的重要性,以及對跨物種感染風險的早期預警。"石正麗說。

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