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新冠病毒高度適應(yīng)人類(lèi) 病毒二次爆發(fā)可能性很大

2020-05-07 10:16:42來(lái)源:四海網(wǎng)綜合

  作者們還強(qiáng)調(diào),新冠病毒的S蛋白(刺突糖蛋白)有可能在蝙蝠或多種中間宿主中自然進(jìn)化出其廣泛的物種向性(species tropism),即它可能與多物種的受體結(jié)合。

  對(duì)此,研究人員提出建議,應(yīng)擴(kuò)大采樣范圍,從市場(chǎng)、農(nóng)場(chǎng)和野生動(dòng)物中收集SARS-CoV-2樣病毒。此外,應(yīng)該檢查2019年底前幾個(gè)月的人類(lèi)樣本中SARS-CoV-2樣病毒或SARS-CoV-2反應(yīng)抗體,以檢測(cè)病毒在人類(lèi)社會(huì)中流行的前體。

  新冠病毒高度適應(yīng)于人類(lèi),需高度警惕二次暴發(fā)

  對(duì)于新冠病毒而言,研發(fā)特定的抗病毒藥物、抗體或疫苗所用的時(shí)間長(zhǎng)短取決于病毒基因或蛋白質(zhì)的進(jìn)化速度和傳播程度。

  日前,包括鐘南山院士在內(nèi)的多個(gè)專家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)指出,新冠病毒在傳播過(guò)程中發(fā)生了廣泛的變異,現(xiàn)在已經(jīng)非常適應(yīng)在人體內(nèi)生存。之前的一些醫(yī)學(xué)報(bào)告指出,SARS-CoV-2基因組似乎穩(wěn)定下來(lái),其在人體的適應(yīng)壓力不大,這對(duì)診斷、疫苗和治療學(xué)的發(fā)展都是好兆頭。

  為了更好地了解SARS-CoV-2基因組的穩(wěn)定性,研究人員對(duì)SARS-CoV-2和SARS-CoV之間的進(jìn)化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了并行比較。

  研究人員收集了11個(gè)SARS-CoV流行早期至中期的基因組,32個(gè)SARS-CoV流行晚期的基因組以及46個(gè)SARS-CoV-2基因組。

  令人驚訝的是,與SARS-CoV相比,SARS-CoV-2表現(xiàn)出較低的遺傳多樣性,而SARS-CoV在其流行的早期到中期具有相當(dāng)大的遺傳多樣性。相比之下,SARS-CoV-2的遺傳多樣性與晚期流行SARS-CoV的遺傳多樣性更為相似。

  SARS-CoV和SARS-CoV-2遺傳差異的比較,在同樣的時(shí)間范圍內(nèi),SARS-CoV-2(紅色)的遺傳多樣性比早期到中期SARS-CoV(藍(lán)色)的少。

  此前對(duì)SARS-CoV的研究表明,在早期和中期傳播階段,SARS-CoV受到的選擇壓力(又稱為進(jìn)化壓力,指外界施與一個(gè)生物進(jìn)化過(guò)程的壓力)最大,并在流行晚期時(shí)選擇壓力減弱。在從蝙蝠、果子貍傳播到人類(lèi)以及接下來(lái)的人際傳播的過(guò)程中,一系列適應(yīng)活動(dòng)使病毒具有高度傳染性,這一高傳染性主導(dǎo)了其晚期流行階段。

  非同義和同義替代率(dN和dS)通常用于模擬病毒S蛋白(在病毒入侵人體時(shí)與宿主受體結(jié)合并影響宿主特異性)等基因經(jīng)歷的選擇壓力。研究人員在2020年1月、2月和3月每個(gè)月從不同的地理位置采樣50個(gè)SARS-CoV-2基因組,他們發(fā)現(xiàn)對(duì)于病毒S蛋白、Orf3a和Orf1a基因而言,新冠病毒中的dN和dS與SARS-CoV晚期流行時(shí)的情況更相似。

  流行早期至中期的SARS-CoV、流行晚期的SARS-CoV以及2020年1月至3月的SARS-CoV-2樣本中S蛋白等基因的dN和dS對(duì)比情況。這些研究結(jié)果意味著,SARS-CoV-2在暴發(fā)之初就已經(jīng)高度適應(yīng)于人類(lèi),并表現(xiàn)出極強(qiáng)的傳播能力。

  研究人員還表示,在人類(lèi)和動(dòng)物中,一種更早期的、適應(yīng)性較差的共同祖病毒尚未被找到,其前體或分支也是缺失的。這表明該病毒以一種高人類(lèi)適應(yīng)性的形式進(jìn)入人類(lèi)社會(huì),這也意味著在不久的將來(lái)再次出現(xiàn)SARS-CoV-2的風(fēng)險(xiǎn)較高,且其后果可能較嚴(yán)重。

  自然界進(jìn)化可能使新冠病毒與多物種結(jié)合,應(yīng)擴(kuò)大采樣范圍

  迄今為止,研究人員仍不確定新冠病毒的中間宿主是什么。此前的研究發(fā)現(xiàn),與SARS-CoV-2關(guān)系最密切的冠狀病毒是蝙蝠冠狀病毒RaTG13,而從馬來(lái)西亞穿山甲中分離出的一種冠狀病毒的遺傳序列與SARS-CoV-2有高達(dá)91%的同源性,因此,研究人員認(rèn)為,就目前而言,蝙蝠是新冠病毒起源、穿山甲是中間宿主的可能性較大。

  此外,研究人員指出,新冠病毒的S蛋白有可能在蝙蝠或多種中間宿主中自然進(jìn)化出其廣泛的物種向性,即它可能與多物種的受體結(jié)合。

  此前有研究預(yù)測(cè),SARS-CoV-2的S蛋白可能與100多種不同物種的ACE2(血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2,新冠病毒的人類(lèi)受體)結(jié)合,并且比SARS-CoV對(duì)于蝙蝠和人類(lèi)ACE2的結(jié)合性都強(qiáng)。

  因此,盡管尚未發(fā)現(xiàn)蝙蝠冠狀病毒具有SARS-CoV-2樣的S蛋白R(shí)BD(受體結(jié)合域),但新冠病毒很可能在自然界中進(jìn)化,并且可以以最佳水平與不同物種的同一受體結(jié)合。研究人員建議,

  應(yīng)從更多物種中進(jìn)行冠狀病毒采樣,從而更好地掌握攜帶與SARS-CoV-2相似的RBD的冠狀病毒的物種范圍,明確其中間宿主。

  為了尋找有關(guān)新冠病毒中間宿主的線索,研究人員還分析了有關(guān)SARS-CoV-2如何進(jìn)化和適應(yīng)人類(lèi)傳播的最新發(fā)現(xiàn),并研究了武漢華南海鮮市場(chǎng)的環(huán)境樣本。

  結(jié)果表明,2020年1月份在市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的病毒分離株不太可能起源于中間動(dòng)物宿主,而是最有可能來(lái)自被SARS-CoV-2感染的人,他們可能是市場(chǎng)里的賣(mài)家或顧客。

  為了追蹤新冠病毒祖先病毒株,找出其中間宿主,研究人員提出了以下建議:

  1、從市場(chǎng)、農(nóng)場(chǎng)和野生動(dòng)物中收集SARS-CoV-2樣病毒;

  2、檢查2019年底前幾個(gè)月的人類(lèi)樣本中SARS-CoV-2樣病毒或SARS-CoV-2反應(yīng)抗體,以檢測(cè)病毒在人類(lèi)社會(huì)流行的前體;

  3、對(duì)更多早期的SARS-CoV-2分離株進(jìn)行測(cè)序,特別是早期分離株,可以識(shí)別出人類(lèi)適應(yīng)性較弱的祖細(xì)胞的分支;

  4、評(píng)估食品經(jīng)營(yíng)者和動(dòng)物貿(mào)易商的患病率相較普通人是否過(guò)高,以確定動(dòng)物貿(mào)易中是否存在SARS-CoV-2祖先病毒株;

  此外,應(yīng)更廣泛地限制人類(lèi)活動(dòng),減少人類(lèi)與野生動(dòng)物及其棲息地的頻繁或長(zhǎng)期接觸。

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