石正麗新研究:需持續(xù)監(jiān)控蝙蝠 中華菊頭蝠是SARS病毒的宿主

　　石正麗等中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：進(jìn)化的“軍備競(jìng)賽”（arms race）塑造了病毒及其受體的多樣性。

　　鑒定涉及種間傳播的關(guān)鍵殘基對(duì)于預(yù)測(cè)潛在的病原體、了解病毒如何從野生動(dòng)物向人類躍遷，非常重要。

　　以前，研究者已經(jīng)在中華菊頭蝠中鑒定出具有不同遺傳特征的SARS相關(guān)冠狀病毒（SARSr-CoV）。而這份最新研究還展現(xiàn)了中華菊頭蝠種群中蝙蝠受體ACE2（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2）的高度多樣性。這些ACE2變體支持SARS病毒和SARS相關(guān)冠狀病毒的感染，但對(duì)不同刺突蛋白具有不同的結(jié)合親和力。

　　SARS相關(guān)冠狀病毒刺突蛋白對(duì)人ACE2擁有更高結(jié)合親和力，顯示這些病毒具有向人類躍遷傳染的能力。ACE2和SARS相關(guān)冠狀病毒刺突蛋白之間的界面處殘基的正向選擇，表明它們之間存在長(zhǎng)期和持續(xù)的協(xié)同進(jìn)化動(dòng)力學(xué)。因此，持續(xù)監(jiān)視蝙蝠中的這一組病毒對(duì)于預(yù)防下一個(gè)SARS樣疾病非常必要。

　　以上研究來(lái)自中科院武漢病毒所石正麗團(tuán)隊(duì)與福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院歐陽(yáng)松應(yīng)教授在預(yù)印本平臺(tái) bioRxiv 上發(fā)表的論文：Evolutionary arms race between virus and host drives genetic diversity in bat SARS related coronavirus spike genes。

　　中華菊頭蝠是SARS病毒的宿主，其體內(nèi)還攜帶多種SARS相關(guān)冠狀病毒。這些病毒具有高度的遺傳多樣性，尤其是病毒的刺突蛋白基因。盡管有著不同程度的變異，一些蝙蝠SARS相關(guān)冠狀病毒仍可以利用人類受體ACE2進(jìn)入人體細(xì)胞。研究者推測(cè)，蝙蝠的ACE2受體和SARS相關(guān)冠狀病毒刺突蛋白之間，有著相互作用，而這驅(qū)動(dòng)了SARS相關(guān)冠狀病毒的遺傳多樣性。

　　研究者鑒定出了一系列中華菊頭蝠ACE2變異體，這些變異體中有一些與SARS-CoV刺突蛋白有相互作用的多態(tài)位點(diǎn)。攜帶不同刺突蛋白的偽病毒或SARS相關(guān)冠狀病毒，在表達(dá)了蝙蝠ACE2變體的細(xì)胞中有著不同的瞬時(shí)感染效率。通過(guò)測(cè)定SARS病毒、SARS相關(guān)冠狀病毒刺突蛋白與蝙蝠受體、人類受體分子之間的結(jié)合親和力，能觀察到相關(guān)的結(jié)果。

　　所有被測(cè)試的蝙蝠SARS相關(guān)冠狀病毒刺突蛋白與人ACE2的結(jié)合親和力，均高于其對(duì)蝙蝠ACE2的結(jié)合親和力。不過(guò)SARS相關(guān)冠狀病毒刺突蛋白與人ACE2的結(jié)合親和力，比SARS-CoV刺突蛋白與人ACE的親和力低10倍。

　　結(jié)構(gòu)建模表明，刺突和ACE2之間的結(jié)合親和力差異可能是由于這兩個(gè)分子界面中某些關(guān)鍵殘基的改變而引起。分子進(jìn)化分析表明，這些殘基處于強(qiáng)的正選擇。

　　這些結(jié)果表明SARS新冠病毒刺突蛋白和蝙蝠ACE2可能隨著時(shí)間的推移而互相進(jìn)化，并經(jīng)歷彼此的選擇壓力，從而觸發(fā)了進(jìn)化的“軍備競(jìng)賽”動(dòng)力學(xué)。這進(jìn)一步證明了，中華菊頭蝠是SARS相關(guān)冠狀病毒的天然宿主。

　　冠狀病毒是包膜病毒，包含單股正鏈RNA。該亞科有四個(gè)屬，即α、β、γ和δ。α冠狀病毒和β冠狀病毒起源于蝙蝠或嚙齒動(dòng)物，而γ冠狀病毒和δ冠狀病毒起源于鳥(niǎo)類。自21世紀(jì)初以來(lái)，三種β型冠狀病毒已引起人類嚴(yán)重肺炎暴發(fā)。分別是SARS-CoV，MERS-CoV和SARS-CoV-2。

　　SARS-CoV-2引發(fā)的疫情使人們回想起17年前發(fā)生的SARS疫情。SARS是一種人畜共患病，在接下來(lái)的幾年中，科學(xué)家從中國(guó)和歐洲不同地區(qū)的蝙蝠中檢測(cè)或分離出了具有不同遺傳特征的75種SARS相關(guān)冠狀病毒（SARSr-CoV）。