資深冠狀病毒學家Ralph Baric評論SARS-CoV-2的起源與演化

撰文 | 唐小糖

近日,來自北卡羅來納大學(UNC)教堂山分校的微生物學和免疫學系教授、資深冠狀病毒專家Ralph BaricImmunity上提前在線發表了一篇題為“SARS-CoV-2:Combating Coronavirus Emergence”的文章,系統闡述了SARS-CoV-2可能出現的過程,也是目前關於SARS-CoV-2的起源與演化最權威的觀點之一

資深冠狀病毒學家Ralph Baric評論SARS-CoV-2的起源與演化

資深冠狀病毒學家Ralph Baric評論SARS-CoV-2的起源與演化


目前的研究表明,對蝙蝠和野生動物的冠狀病毒的序列比對發現,BatCoV-RaTG13和穿山甲GD/P2S1等毒株與SARS-CoV-2具有96.2%和小於90%的同一性。最近的一篇研究概述了SARS-CoV-2的兩個最顯著的與毒力相關的遺傳特徵:1)經過優化的受體結合域(RBD),可以更好地結合ACE2受體;2)其S蛋白中S1-S2交界處存在Furin裂解位點。Andersen等描述了這些特徵對毒性的影響,並提出了可能性,即通過自然選擇過程跳躍到人群中。

2003年的SARS-CoV的RBD與ACE2相互作用的14個氨基酸殘基中,其中6個殘基對於與ACE2的結合過程至關重要,有趣的是,SARS-CoV和SARS-CoV-2在這些殘基中有8個殘基不同(8/14),其中包括5個關鍵(5/6)的相互作用殘基。然而,分析表明SARS-CoV-2對ACE2分子具有更高的親和力,優化過的RBD與ACE2結合地更好,這暗示SARS-CoV-2的RBD可能是圍繞動物和人的ACE2經過自然選擇優化產生的。

S1-S2交界處的Furin位點是另一個影響病毒感染性和其潛在的宿主範圍的重要因素,在同為B譜系的其他β冠狀病毒中並未檢測該位點,但在A譜系(HcoV-HKU1)和C譜系( MERS-like CoVs)β冠狀病毒中已發現存在該位點。此外,Furin位點可能與O末端的糖基化有關,該糖基化也可能會改變免疫原性。因此,識別Furin位點的功能具有重大意義。

Andersen等還強烈反對實驗室合成論,因為即使是與SARS-CoV-2最近的BatCoV-RaTG13,仍然有超過1200個核苷酸變化,且SARS-CoV-2的S蛋白與RaTG13相比在氨基酸水平上有97%的同一性,並沒有針對ACE2的相互作用方面進行優化,Baric表示這些證據令人信服。值得注意的是,Baric認為許多早期患者並未去過華南海鮮市場,所以實際傳播可能發生時間更早或者該地點不是擴大疫情的主要地點。根據自然選擇機制,要麼SARS-CoV-2在傳染給人之前在動物宿主中就已經存在,要麼就是在傳染給人之後才演化出了優化後的RBD和Furin位點相關特徵,因為在蝙蝠冬眠附近生活和工作的人中可以檢測到SARS-like 2b組冠狀病毒的抗體,而且SARS-CoV-2的感染可能是無症狀或輕微症狀,因此存在農村地區隱匿傳播的可能性。

資深冠狀病毒學家Ralph Baric評論SARS-CoV-2的起源與演化

UNC微生物學和免疫學系教授、資深冠狀病毒專家Ralph Baric,瑞德西韋研發團隊負責人


Baric指出溯源至關重要,事實上2003年之前只有兩種人冠狀病毒已知:HCoV-OC43和HcoV-229E,且只引起類似感冒的輕症。而2003年後,通過加強監測,追溯性地發現了另外兩種HcoV-NL63和HcoV-HKU1。SARS-CoV 10年後出現MERS-CoV,而MERS-CoV不到8年,又出現了SARS-CoV-2,這表明全球生態模式已經改變,有利於人畜共患冠狀病毒繼續出現、爆發、持續低水平流行或全球大流行。因此溯源、開發疫苗和治療方法、制定有效的方法措施在防範未來出現的病毒事件至關重要。


原文鏈接

https://www.cell.com/pb-assets/products/coronavirus/immuni4362.pdf


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