Nature:全球科學家新冠病毒溯源進行時
中國生物技術網 · 2020/05/22
病毒溯源進行時

本文轉載自“中國生物技術網”微信公眾號,作者 | 生物技術君


圖片來源:Jorma Luhta/Nature Picture Library

雖然新冠病毒疫情似乎在全球許多國家已經放緩,但病毒無國界,只要它存在任何一個國家,都會給全世界人類帶來威脅。因此,找到病毒的起源,恐怕才是解決這場健康危機的關鍵所在。此前,中國科學家用了13年找到了SARS的源頭。

這一次,遍布全球的科研機構都在進行對新冠病毒的溯源研究。進展如何,從《Nature》對此進行的報道可窺見一二。


doi: 10.1038/d41586-020-01449-8

尋找病毒起源對于防止其進一步蔓延非常重要,但科學家們目前的研究(包括建模、細胞研究和動物實驗)卻顯示出精確定位病毒起源的困難性。

倫敦大學學院(UCL)的遺傳學家Lucy van Dorp說:“我們很可能根本找不到它的起源。如果能找到,那將是非常幸運的?!?/p>

強有力的證據表明新冠病毒起源于蝙蝠。目前最大的謎團仍然是它如何從蝙蝠傳播到人類。絕大多數觀點認為它是通過中間宿主傳播給人類的野生病毒。但還沒有人在自然界發現它,因此不能完全排除其他可能性。

特朗普認為病毒可能從武漢的實驗室泄漏出來的,但是毫無證據。

盡管如此,其他國家的領導人仍然呼吁對疫情的起源進行調查。歐盟和數十個國家向世界衛生組織提交的一份提案草案,呼吁進行“科學和協作的實地考察”,以查明病毒的動物起源以及向人類的傳播途徑,包括中間宿主的潛在作用。加拿大麥克馬斯特大學的冠狀病毒研究人員Arinjay Banerjee說,確定該病毒來自哪種動物的唯一方法就是在野外找到它,其他方法都不足為信。

武漢生物工程學院的病毒進化研究員李興廣說,鑒于病毒在人群中的傳播如此廣泛,即使在動物中檢測到,也不一定能確認它們作為中間宿主的作用,因為它們可能已經被人感染?,F在的情況非常復雜。

起源于蝙蝠

科學家們最初研究新冠病毒的基因組是為了確定其是否可以與在其他動物中發現的病毒相匹配。1月11日,中國向世界衛生組織提交了2019新型冠狀病毒基因組序列信息,在全球流感共享數據庫(GISAID)發布,實現全球共享(美國首個mRNA新冠疫苗就是基于中國提供的病毒序列開發的)。在1月下旬,武漢病毒研究所發布的基因分析表明,新冠病毒與冠狀病毒同源,但它不同于引起SARS和MERS的病毒,而是與2013年從云南蝙蝠身上分離到的蝙蝠冠狀病毒RaTG13具有高度的遺傳相似性 (96.3%) ,這表明類RaTG13病毒很可能是當前新冠病毒的源頭,但并非直接來源。


圖片來源: Alex Hyde/Nature Picture Library

計算生物學家Francois Balloux和他的UCL團隊正在搜索動物的基因組數據庫,以尋找更接近匹配的冠狀病毒。

新冠病毒和RATG13的基因組之間存在4%的差異,這表明它們在50年前共享同一個祖先。這種分化是新冠病毒可能通過中間宿主傳播給人類的另一個證據。

中間宿主

穿山甲是最早被懷疑為中間宿主的動物之一。中國的兩個研究團隊報告說,他們發現新冠病毒與從馬來亞穿山甲組織中分離出的冠狀病毒相似。在中國,穿山甲交易是非法的。


圖片來源:Suzi Eszterhas/Wild Wonders of China/Nature Picture Library

事實證明,穿山甲冠狀病毒并非新冠病毒的直接祖先,但是它是除蝙蝠以外唯一體內存在SARS樣冠狀病毒的野生哺乳動物,這表明不能排除它們是潛在的中間宿主。

科學家也在其他動物中尋找類似的冠狀病毒。杜克-新加坡國立大學醫學院的傳染病研究員Aaron Irving說,新冠病毒的祖先可能潛伏在實驗室存儲的組織樣本中。

Irving計劃與中國科學院西雙版納熱帶植物園的研究人員合作,測試野生哺乳動物組織樣本中的冠狀病毒,這些冠狀病毒可能與新冠病毒密切相關。他還將在浙江大學愛丁堡聯合學院建立一個新實驗室,并計劃在允許的情況下尋找蝙蝠、樹鼩、果子貍和其他哺乳動物體內的冠狀病毒。但在2月份中國出臺了禁止野生動物養殖場的禁令,許多養殖場都很難保證這些動物的生存。

基因組線索

新冠病毒基因組測序也能夠提供關于潛在中間宿主的線索。隨著時間推移,病毒會利用與宿主相似的核苷酸模式來編碼蛋白質,這有助于病毒適應新環境。

UCL的研究人員正在利用機器學習來梳理新冠病毒遺傳密碼中的模式,以預測該病毒已經適應了哪些動物。但其他研究人員對此方法表示謹慎。在疫情初期,北京大學的研究人員注意到新冠病毒的蛋白質編碼模式與兩種蛇的相似。其他研究人員迅速否定了蛇可能是中間宿主的理論,因為樣本量小和數據有限意味著觀察到的模式很可能是偶然現象。

在動物細胞中培養病毒是測試病毒是否已適應新宿主的一種方法。中國科學院微生物研究所的研究員施一計劃在蝙蝠、貓、猴和豬等多種動物中引入一種滅活的RATG13,并觀察病毒是否隨時間的推移發展出與新冠病毒相似的突變模式。如果出現相似之處,則可以確定該病毒在傳播給人類之前已經適應了哪些動物。

潛在傳播者的名單

確定新冠病毒可以感染哪些動物是縮小潛在中間宿主范圍的另一種方法。荷蘭伊拉斯謨醫學中心的病毒學家Bart Haagmans說:“了解不同物種的易感性以及動物之間潛在的傳播途徑可以為我們提供潛在宿主或中間宿主的線索。

迄今為止的研究表明,許多物種都可能受到感染。在實驗室環境中,貓、果蝠、雪貂、恒河猴和倉鼠都表現出對新冠病毒的易感性。在實驗室外,包括寵物貓和狗、動物園的老虎和獅子、以及養殖的水貂在內的動物也已經有感染病毒的案例,而且很可能是人感染的。

研究人員還利用計算模型和細胞生物學來研究動物的易感性。新冠病毒通常通過一種名為ACE2的受體蛋白進入細胞。由UCL生物信息學家Christine Orengo領導的一項研究對來自超過215種脊椎動物的ACE2的結構進行了建模,發現包括綿羊、黑猩猩和大猩猩在內的許多哺乳動物的ACE2受體與病毒表面的刺突蛋白都能良好的結合,這表明病毒對這些動物都易感。

但模型并不總是與實驗證據相關。例如,Orengo的模型表明,盡管實驗室證據表明菊頭蝠可以被感染,但它們的感染風險較低。

由香港大學微生物學家Yuen Kwok-yung領導的另一個團隊發現,該病毒在中華菊頭蝠腸道干細胞培養的類器官中能夠很好地復制。

澳大利亞英聯邦科學和工業研究組織的比較免疫學家Michelle Baker說,了解哪些動物易受感染非常重要,因為這有助于控制它們成為病毒庫和潛在人類感染源的風險。但在縮小潛在宿主范圍時,將注意力集中在與蝙蝠密切接觸的那些動物上似乎是明智的。

非盈利組織“生態健康聯盟”(EcoHealth Alliance)主席Peter Daszak認為,中國野生動物市場中的動物是最先被關注的對象。那里飼養著許多動物,從果子貍、貉和竹鼠(一種大型嚙齒動物),它們通常與豬、雞和鴨等牲畜生活得很近。Daszak 說:“蝙蝠通常會到達這些農場,它們于夜間在圍欄上方覓食,甚至有些蝙蝠就棲息在與人們房屋相連的建筑物中。這樣整個家庭都有可能暴露于病毒中?!?/p>

Daszak表示,他在過去15年里考察了中國南部的許多村莊、野生動物市場、蝙蝠洞穴和農場。他說:“這些病毒在非?;钴S的野生動物、牲畜和人類之間傳播的機會是顯而易見的?!?/p>

參考資料:

1.Animal source of the coronavirus continues to elude scientists.

查看更多
發表評論 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夾下面 test
大发棋牌官网下载安装 杠杆平台 星悦陕西麻将官网 挑战王2肖4码一默认 融资融券类股票 516棋牌游戏中心 意甲联赛直播尤文 哈灵浙江麻将苹果版怎么下载 pk10论坛 三肖期期准选一肖 机构推荐股票