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3月26日_从基因组学透视SARS-CoV-2的起源和出现

编译者:zhangmin发布时间:Mar 31, 2020点击量:6090 来源栏目:病毒溯源

1.时间:2020年3月26日

2.机构或团队:复旦大学、悉尼大学

3.事件概要:

Cell期刊于3月26日在线出版了复旦大学张永振教授和悉尼大学Edward C. Holmes教授合著的评论文章“A Genomic Perspective on the Origin and Emergence of SARS-CoV-2”,该文章对SARS-CoV-2等冠状病毒的基因组数据进行了综述,探讨了对该病毒起源的相关研究。文章指出,COVID-19早期病例与华南海鲜市场的关联,并且从该市场获得“环境样本”的基因组序列(可能是物体表面)的系统发育分析表明,它们与最早的武汉患者的病毒样本密切相关。这些表明华南海鲜市场在病毒的出现中起到了重要作用,但尚不清楚样本是来自无意中存放传染性物质的人还是源自该地点的动物或动物制品。

SARS-CoV-2与其他冠状病毒的比较

文章指出,序列和结构比较均表明,SARS-CoV-2 RBD非常适合与人ACE2受体结合,而SARS-CoV也利用了该受体。从2013年在云南省采样的中菊头蝠中获得的称为RaTG13冠状病毒与SARS-CoV-2序列相似性约为96%,但在许多关键基因组特征上有所不同,其中最重要的是SARS-CoV-2中刺突(S)蛋白的S1和S2亚基的连接处有一个弗林蛋白酶切割位点的插入(残基PRRA)。此外,SARS-CoV-2和RaTG13的受体结合结构域(RBD)仅约85%相似,并且仅共享六个关键氨基酸残基之一。从2019在云南省另一种菊头蝠属蝙蝠种采集到的病毒RmYN02中观察到了S1/S2裂解位点上氨基酸PAA的独立插入,这表明这些插入事件反映了自然冠状病毒进化过程的一部分。文章称,尽管SARS-CoV和MERS-CoV都与SARS-CoV-2密切相关,并且这两种病毒均与蝙蝠相关,但这些病毒之间的生物学差异却很明显。相比之下,SARS-CoV-2的异常传播最为令人惊讶,确定支撑这种传播能力的病毒学特征显然是当务之急。

SARS-CoV-2的人畜共患病起源

文章称,对于多种冠状病毒而言,蝙蝠无疑是重要的储藏物种。尽管如此,蝙蝠在SARS-CoV-2的人畜共患起源中所起的确切作用尚未确定。文章称,几乎可以肯定的是,更多的采样将发现甚至与SARS-CoV-2亲缘关系更近的其他蝙蝠病毒。一个关键问题是这些病毒或其他任何动物的病毒是否包含关键的RBD突变以及与SARS-CoV-2中相同的弗林蛋白酶样切割位点插入。

文章指出,穿山甲携带与SARS-CoV-2有关的病毒强烈表明,各种哺乳动物中都存在大量相关的β-冠状病毒但尚未抽样。不能排除该病毒在2019年12月首次被发现之前的一段在人类“隐秘”传播中已获得了一些关键突变,可能包括RBD和弗林蛋白酶切割位点插入,使其能够完全适应人类。特别是,该病毒可能比预期的更早在人群中出现(也许甚至不在武汉),但由于无症状感染(具有轻度呼吸道症状)而未被发现。

文章指出,另一个引起广泛关注的问题是SARS-CoV-2是否是重组病毒,以及这种重组是否可能促进了其出现。重组事件可见于sarbevirus基因组的多个位置。但是,很难确定重组事件的确切模式和基因组的祖先,有必要对动物种群中的病毒多样性进行更广泛的采样。

SARS-CoV-2的持续基因组进化

随着COVID-19流行病的发展,更多的病毒基因组已被测序。但仅通过基因组比较难以确定病毒中能影响表型的重要突变,并且此类声明需要仔细的实验??验证。文章指出,很明显,更多的突变将出现在病毒基因组中,这些突变将有助于追踪SARS-CoV-2的传播。但是,随着流行病的增长,相对于病例总数,样本序列可能会非常少,以至于即使不是不可能,也很难检测到各个传播链。因此,在尝试推断确切的传播事件时必须始终保持谨慎。监视病毒传播时表型的任何变化显然很重要。很有可能,COVID-19病例数和/或病死率的任何下降都可能是由于人群免疫力的提高和流行病学环境,而不是病毒的突变引起的。

文章结论称,至关重要的是,对动物冠状病毒的监视应包括蝙蝠以外的动物,因为中间宿主的作用可能非常重要,这为病毒在人类内的传播提供了更直接的途径。鉴于野生动植物中病毒的多样性以及它们的持续进化,可以说,降低未来爆发风险的最简单,最具成本效益的方法是尽可能限制人们与动物病原体的接触。针对非法野生动植物贸易采取更强有力的行动。

4.附件:

原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30328-7#articleInformation

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