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中国学者同日在《自然》发2篇论文,揭示病毒进化历程

撰文 | 课题组

责编 | 叶水送

尽管我们对不同的病毒有所了解,从SARS到MERS,从埃博拉到寨卡病毒,但对它们的进化历史仍旧未知。

本周,来自中国疾病预防控制中心传染病预防控制所张永振研究团队在《自然》杂志发文称,通过对214种RNA病毒进行大规模的Meta转录组分析,理清了它们在爬行、两栖、鱼等动物群体中的进化关系,并发现这些RNA病毒尽管拥有不同的寄主,但都可以在不同宿主中共进化。

与此同时,另一组由中外学者组成的团队通过一个案例,阐述了他们发现的一种新型冠状病毒在不同物种间的传播以及共进化。相关研究在线发表在同一期的《自然》杂志上。

这项研究由中科院武汉病毒研究所、军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所、华南农业大学、新加坡DUKE-NUS新发传染病研究所和美国生态联盟(Ecoheath Alliance)共同完成。

研究人员发现了一种新型的冠状病毒不同宿主中传播,该病毒在从蝙蝠向猪传播,并造成猪场发生大规模猪死亡事件。这项研究确定了2016-2017年造成广东仔猪场发生仔猪急性致死性腹泻的病原为一种蝙蝠来源的新型冠状病毒。

2016年10月底,广东清远一种猪场暴发仔猪致死性疾病,发病仔猪表现为严重急性腹泻、呕吐、体重迅速下降,5日龄以下的仔猪死亡率高达90%。其他三个猪场随后也出现了疫情。截至2017年5月,共造成24693头仔猪死亡。

根据临床症状,研究人员对病猪样本进行了猪流行性腹泻病毒、传染性胃肠炎病毒等已知猪腹泻相关病毒的检测。

然而在疾病暴发高峰期,所有病毒检测结果均为阴性,表明该疾病是一种新发疾病。随后,对肠道样本的高通量测序结果、病毒分离和感染实验证实,该疾病的病原是一种冠状病毒,将其命名为猪急性腹泻综合征冠状病毒,简称SADS冠状病毒(swine acute diarrhea syndrome coronavirus, SADS-CoV)。

对SADS冠状病毒的基因组序列分析为寻找病毒的来源提供了线索:SADS病毒与2007年香港大学首次发现的蝙蝠冠状病毒HKU2基因组序列高度相似,全长序列一致性达95%,但囊膜蛋白(S蛋白)的氨基酸序列一致性只有86%。这表明HKU2虽不是SADS冠状病毒的直接祖先,但两者在遗传进化上关系相近,暗示SADS冠状病毒来源于蝙蝠。 

于是研究团队随即对2013-2016年期间在广东采集的591份蝙蝠样品进行了SADS冠状病毒特异性定量PCR检测,共有58份结果为阳性,大部分阳性样品来自菊头蝠。

其中一株在发生疫情猪场附近的蝙蝠洞穴中发现的冠状病毒与SADS病毒的全基因组序列一致性高达98.48%。结果进一步表明引起这次仔猪腹泻疫情的SADS冠状病毒来源于蝙蝠HKU2相关冠状病毒的跨种传播。

根据对和病猪有密切接触的猪场工作人员的血清学调查结果,尚无证据显示SADS冠状病毒可进一步跨种感染人。

值得一提的是,SADS和2002-2003年暴发的严重急性呼吸综合征(SARS)具有诸多相似之处:两者均发生于广东,都由新发冠状病毒引起,源头都是菊头蝠。

蝙蝠是多种冠状病毒的自然储存宿主。SADS冠状病毒的发现与溯源研究证实蝙蝠携带的某些冠状病毒可跨种传播至家畜并造成严重疾病。针对蝙蝠持续开展冠状病毒的监测,发现、鉴定对人畜健康构成潜在威胁的蝙蝠冠状病毒,对于防控新发传染病、保障畜牧业生产安全具有重要意义。

这项研究的通讯作者之一石正丽研究员表示,这种猪病毒来自蝙蝠,通过血清学的研究发现,该病毒目前只能让猪致病,还不会感染人。但她同时也强调,这项研究也提醒养殖业,以及公共卫生,需提前预防这些来自野生动物的病原体,它们在野外长期存在。只要我们对这些病原早隔离、早诊断、早预防,可避免造成大规模的爆发。

事实上,早在一个多月前,来自中国疾控中心中心的高福院士与国际同行一道,启动全球病毒计划(The Global Virome Project),旨在通过该计划鉴定出对人类公共健康构成严重威胁的病毒,从而及时应对。该计划于2018年启动。

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Zhou P et al. Fatal Swine Acute Diarrhea Syndrome Caused by an HKU2-related Coronavirus of Bat Origin. 2018. Nature. DOI: 10.1038/s41586-018-0010-9.

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