疫情新研究:龜類也可能是新冠病毒潛在中間宿主
目前,新冠病毒已致我國數(shù)萬人感染,上千人喪生,并蔓延至全球20多個國家。確認中間宿主對阻止病毒的進一步傳播至關重要。
此前,研究人員先后提出蝙蝠或是新冠病毒自然宿主,蛇、穿山甲可能是潛在中間宿主。
2月26日,湖北醫(yī)藥學院附屬人民醫(yī)院的劉龍聯(lián)合廣州暨南大學吳建國課題組在《醫(yī)學病毒學雜志》上發(fā)表論文稱,龜類(西部錦龜、綠海龜、中華鱉)也可能是將新冠病毒傳播給人類的潛在中間宿主。
最新研究采用冠狀病毒刺突蛋白和宿主ACE2受體的組成和差異,預測SARS-CoV-2的潛在中間宿主。
該研究的重點是比較SARS CoV-2與SARS-CoV、蝙蝠SARS樣CoV和其他冠狀病毒之間的刺突序列。這有助于進行進化分析,并尋找可能的病毒庫。此外,對ACE2結構和結合基序比對的分析,有助于提供線索來區(qū)分潛在宿主。
SARS-CoV-2編碼至少27種蛋白質(zhì),包括15種非結構蛋白、4種結構蛋白和8種輔助蛋白。刺突蛋白(S)是一種結構蛋白,位于病毒體的外殼上,負責與宿主受體血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)結合。研究刺突蛋白中受體結合區(qū)域(RBD)序列的進化關系有助于理解病毒起源趨勢。
研究結果表明,蝙蝠SARS樣CoV RaTG13與SARS-CoV-2整體基因組具有96.2%的序列同一性。值得注意的是,SARS-CoV是穿山甲標本中分布最廣的冠狀病毒。
刺突RBD受體相互作用是決定冠狀病毒宿主范圍的關鍵因素。研究組對來自SARS-CoV、蝙蝠或穿山甲SARS樣CoV和SARS-CoV-2的刺突蛋白的RBD序列進行了比對。
蝙蝠SARS樣CoV從第473到第490個殘基缺失,位于外部亞結構域,似乎可以確定這些病毒不會自然感染人。目前并沒有直接證據(jù)表明,蝙蝠SARS樣CoV曾感染人類。
穿山甲SARS樣CoV SRR10168377與蝙蝠SARS樣CoV RaTG13僅具有85%的同一性。這表明如果只關注刺突RBD,穿山甲SARS樣CoV SRR10168377有可能越過宿主屏障感染人類。
類似SARS-CoV與人ACE2的結合,受體上的31、41、82、353、355和357位殘基在與SARS CoV-2刺突蛋白相互作用時會定位到表面。
從具有ACE2受體41和353位的RBD域中的Asn501來看,龜類和穿山甲似乎比蝙蝠更接近人類。這表明龜類和穿山甲可能是SARS-CoV-2的潛在擴展宿主。
了解結構結合機制將有助于找到準確的病毒庫,并有助于制定預防對策。通過冷凍電子顯微鏡緊急分析SARS-CoV-2刺突蛋白的結晶體,有助于驗證SARS CoV-2刺突RBD與人類ACE2或其他宿主受體之間相互作用的結合點。
據(jù)報道,SARS-CoV-2 刺突蛋白與ACE2的結合能力比SARS-CoV強得多。這表明SARS-CoV-2的中間宿主更多。
目前已知龜類作為病毒庫,攜帶數(shù)十種病毒,包括虹蛙病毒(RV)、尼多病毒(NV)、乳頭瘤病毒(PV)、甲魚虹彩病毒(STIV)、甲魚系統(tǒng)性敗血癥球狀病毒(STSSSV)、龜細小核糖核酸病毒(ToPV)和中華鱉出血綜合征病毒(TSHSV)。不能排除蝙蝠SARS樣CoV RaTG13或其他SARS樣CoV感染龜類,并在進化后向人傳播。
從SARS-CoV和MERS-CoV到SARS-CoV-2,蝙蝠均是冠狀病毒的天然宿主,但中間宿主卻各不相同。此前研究表明,與其他動物相比,蛇因其同義密碼子相對使用度(RSCU)偏向,很有可能是SARS-CoV-2的野生動物病毒庫。
果子貍和單峰駱駝作為人畜共患病SARS-CoV和MERS-CoV的中間宿主,生活在不同的時空環(huán)境,但它們?nèi)詫⒐跔畈《緜鞑ソo人類。這使得短期內(nèi)找到SARS-CoV-2的中間宿主很難。
病毒受體結合序列和宿主受體的分析有助于快速靶向SARS-CoV-2可能的中間宿主。與非法交易的穿山甲相比,市場上的龜類更普遍受歡迎。
總之,該研究提供了一些信息,即與蛇和穿山甲一樣,龜類(西部錦龜、綠海龜、中華鱉)亦可能是將SARS-CoV-2傳播給人類的潛在中間宿主,但仍需進一步研究來確認。