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管轶团队最新论文:中间宿主未定

时间:2020-02-21|栏目: 生物 • 医学 |点击:5

    管轶团队最新论文:中间宿主未定

    马来穿山甲(图片来源:IUCN Red list)

    两周前,华南农业大学的团队提出,穿山甲是新冠病毒的潜在中间宿主。但由于论文仍未发表,因此其依据尚不明确。现在,管轶团队领导的一项研究再次表明,穿山甲可能与此次病毒的暴发存在关系。在这篇预印本论文中,研究团队对反走私行动中缴获的马来穿山甲进行分析后发现,穿山甲携带与新冠病毒相似的冠状病毒。不过,穿山甲是否为中间宿主、其病毒来源是什么等问题还有待进一步确认。此外,这篇论文也再次用证据驳斥了新冠病毒“人工合成”的阴谋论。

    编译 | 吴非

    上个月,多项研究已经指出,新冠病毒与蝙蝠体内的冠状病毒有着较高的基因组相似度与同源性,因此蝙蝠很可能是新冠病毒的天然宿主。但是,病毒是通过什么中间途径,从蝙蝠传至人体的?对于新冠病毒的中间宿主,仍没有最终结论。

    两周前,华南农业大学的研究团队在新闻发布会上称,他们发现从穿山甲中分离的病毒株与感染人的新冠病毒毒株相似度达99%,因此提出穿山甲是新冠病毒的潜在中间宿主。不过由于相关论文尚未发布,因此我们暂时无法获知这项研究的细节与具体数据。

    现在,另一项由管轶教授领衔的研究再次将穿山甲与新冠病毒联系在一起。2月19日,这项研究出现在生物预印本网站bioRxiv上。论文主要作者来自汕头大学-香港大学联合病毒学研究所。

    发现病毒

    由于在传统医学中穿山甲的鳞片被认为可以入药(尽管现代成分分析表明,其主要成分为角蛋白,与人的指甲成分相似),加上一些地区存在食用穿山甲的行为,穿山甲成为遭受非法盗猎最频繁的哺乳动物。目前,在中国大陆,中华穿山甲已经几乎在野外绝迹,而从非洲、东南亚地区走私穿山甲的犯罪行为仍屡禁不止。

    这项研究重点研究的对象,正是2017年8月至2018年1月,广西海关在反走私行动中缴获而来的马来穿山甲(Manis javanica)。马来穿山甲又名爪哇穿山甲,分布于东南亚各国的森林。

    这项研究对来自18只个体的43份冷冻组织(包括肺、肠、血液)样本进行了RNA高通量测序。结果,研究者从其中6份样本(两份肺部样本、两份肠样本、一份肺-肠混合样本,以及一份血液样本)中发现了冠状病毒。

    获得6份样本中冠状病毒的基因组序列后,进一步的分析显示,这些冠状病毒与新冠病毒都属于同一谱系。这些病毒的基因组结构也与新冠病毒的相似。

    研究者还对比检测了2018年5-7月缴获的另一批穿山甲的样本,从来自12只个体的19份样本中,他们在3份肺组织样本中再次检测出冠状病毒。

    除了上述来自广西海关的样本,在COVID-19疫情暴发后,广州海关技术中心重新检测了5份之前缴获的穿山甲样本(包含两份皮肤拭子、一份鳞片及一份未知部位的组织样本),并从鳞片样本中检测出病毒。(作者表示,这些病毒可能来自其他组织的污染)

    而2019年广东的另一项研究,也从穿山甲中检测出与新冠病毒相似的病毒重叠群(高通量测量产生的序列拼接而成的片段)。组装产生的基因组序列占病毒基因组全长的86.3%,为与其他病毒进行基因组比对提供了材料。

    同一谱系

    这些检测显示,冠状病毒在穿山甲中普遍存在。那么,这些穿山甲携带的冠状病毒,与新冠病毒的相似度究竟有多高,它们在演化上有着怎样的关系?

    为了解答这些问题,研究者首先比较了来自穿山甲的冠状病毒与新冠病毒的基因组相似度。结果显示,其相似度在85.5%~92.4%之间。如果这组数据还不够直观,冠状病毒的系统进化树(见下图)则更加清晰地展现出这些病毒的关系。

    管轶团队最新论文:中间宿主未定

    图中红色区域为新冠病毒所在谱系,其中红点表示来自穿山甲的冠状病毒

    从图中可以看出,穿山甲携带的病毒均与新冠病毒位于同一谱系,而SARS病毒则属于另一谱系。具体看图中红色谱系,这些穿山甲的病毒分布在两个亚谱系上,其中一个(GD/P1L和GD/P2S)与新冠病毒非常接近,说明两者在演化上存在密切的关系。

    来自不同穿山甲个体的冠状病毒都位于与新冠病毒相关的谱系上,因此研究人员猜想,马来穿山甲可能是这类病毒的长期天然宿主。考虑到穿山甲是独居动物,且种群规模也较小,这一点尤其令人惊讶。当然,研究人员也指出,这并不能排除它们通过蝙蝠或其他动物宿主独立感染新冠病毒相关病毒的可能性。

    趋同演化?

    为了追溯穿山甲的冠状病毒的来源,研究分析了广东的穿山甲冠状病毒、蝙蝠冠状病毒RaTG13(正是此前石正丽团队发现的,与新型冠状病毒基因组相似性较高的病毒)和新冠病毒这3类冠状病毒中,刺突蛋白受体结合域(RBD)的氨基酸序列同源性。受体结合域是病毒用于结合细胞上受体的区域,其氨基酸序列同源性高低,可以反映病毒演化上的关系。

    研究发现,新冠病毒与穿山甲冠状病毒RBD的氨基酸序列同源性高达97.4%,而新冠病毒与RaTG13的同源性只有89.2%。此外,新冠病毒与穿山甲冠状病毒的5个关键残基上,拥有相同的氨基酸;而新冠病毒与RaTG13只有一个。

    管轶团队最新论文:中间宿主未定

    图中红框内为关键残基上的相同氨基酸

    这两项结果说明,穿山甲的冠状病毒与新冠病毒的受体结合域高度相近。因此作者认为,这种相似性更可能源于自然选择导致的趋同演化,而不是基因重组。这一结果也再次驳斥了新冠病毒“人工合成”的阴谋论。

    总体而言,这篇尚未经过同行评议正式发表的论文,证实了穿山甲携带的病毒与新冠病毒的密切关系,表明穿山甲有可能成为新冠病毒传染至人体的宿主。

    作者也表示,考虑到走私穿山甲的路径,这些冠状病毒可能来自东南亚,但目前我们对当地的病毒多样性缺乏了解。接下来,对中国及东南亚自然环境中穿山甲的研究,将为理解新冠病毒起源,以及未来潜在的人畜共患疾病传染风险提供重要线索。

    但不管怎样,无论是从人类自身健康还是生态与物种保护的角度考虑,对穿山甲等野生动物的非法捕猎与交易都应该停止了。

    原始论文:

    https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.13.945485v1

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