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中间宿主无定论:最新两篇广东论文争议穿山甲之角色

- 导读 -
 
找到新冠病毒的中间宿主,对于进一步理解和预防疫情发生有显而易见的重要意义。 昨天香港大学管轶公布来自穿山甲的病毒序列,可能支持穿山甲是中间宿主,但也有科学家认为证据不足。今天广东两个课题组公布其研究结果,一个认为很可能是穿山甲,一个认为不是。看来穿山甲是否中间宿主暂时没有定论。但是,所有几个课题组都发现穿山甲携带冠状病毒,无论穿山甲是中间宿主、原初宿主还是最终受害者之一,食用和偷运穿山甲都有巨大风险。
 
撰文 | 邸利会(知识分子主笔) 责编 | 陈晓雪
 
刚刚,华南农业大学的学者在 bioRxiv 上抛出了论文,指出穿山甲可能是新冠病毒的中间宿主。此前的2月7日,华南农业大学、岭南现代农业科学与技术广东省实验室教授沈永义、肖立华等科研人员曾召开发布会,认为穿山甲或为新型冠状病毒的潜在中间宿主。
 
“跟管老师(管轶)文章一样,都很有意思,特别是受体结合域与SARS-CoV-2的相似度。但仍然没有掲开SARS-CoV-2从何而来的问题。最多可以说此病毒与蝙蝠病毒都可能是其祖先。” 香港大学生物医学学院金冬雁告诉《知识分子》。
 
 
01 走私穿山甲身上检测出与2019-nCoV高度相关的冠状病毒
 
尽管蝙蝠可能是各种冠状病毒的宿主,但2019-nCoV是否还有其他宿主仍然不清楚。在华南农业大学的这项研究中,沈永义、肖立华等研究者从马来穿山甲中分离出出了一种与2019-nCoV高度相关的冠状病毒,它的四个编码结构蛋白E,M,N和S基因分别与2019-nCoV表现出100%,98.2%,96.7%和90.4%的氨基酸同一性。特别地,穿山甲冠状病毒的S蛋白的受体结合结构域实际上与2019-nCoV的S蛋白受体结构域相同,只有一个氨基酸的差异。
 
通过现有冠状病毒的基因组比较,作者们认为,2019-nCoV可能起源于穿山甲冠状样病毒与蝙蝠冠状RaTG13样病毒的重组。另外,感染的穿山甲显示出临床症状和组织病理学变化,并且其外周血的冠状病毒抗体对2019-nCoV的S蛋白有交叉反应。综上所述,作者认为,穿山甲有可能充当2019-nCoV的中间宿主。
 
 
02 另一研究分析不支持2019-nCoV来自穿山甲
 
不过,广东省生物资源应用研究所的分析显示,虽然通过分子和系统发育分析表明穿山甲冠状病毒与2019-nCoV、蝙蝠冠状病毒都有遗传相关性,但不支持2019-nCoV直接是从穿山甲冠状病毒来的。2月21日,陈金平等人在bioRxiv上发表了这一结果。
 
研究所用的穿山甲来自2019年3月广东海关截获的两批走私的马来穿山甲。其中,三只穿山甲患有严重的呼吸道疾病,最终未能被广东省野生动物救助中心抢救存活。研究者从这3只穿山甲身中都检测到β冠状病毒。根据基因组的结构特点,冠状病毒被分为4个属,即α、β、γ和δ,目前已知的β属冠状病毒包括SARS-CoV、MERS-CoV、鼠肝炎病毒(Murine hepatitis virus,MHV)等,2019-nCoV也属于β冠状病毒。
 
研究者通过基因组分析表明,穿山甲-CoV-2020与2019-nCoV,以及认为的2019-nCoV的来源Bat-CoV-RaTG13具有高度同一性。
 
有趣的是,2019-nCoV的S蛋白中的S1(负责与受体结合)和S2(负责膜融合)之间存在一个PRRA的短序列,因此获得了一个Furin酶切位点,这在Bat-CoV-RaTG13和穿山甲-CoV-2020中是不存在的。因此,论文作者认为,尽管很明显2019-nCoV起源于蝙蝠冠状病毒,但很可能另一个中间宿主也可能参与了2019-nCoV的出现。
 
先前的研究表明,2019-nCoV,SARS-CoV和Bat-CoV-RaTG13具有相似的受体结合蛋白域,表明它们都使用相同的受体ACE2。陈金平等研究者的最新分析还表明,和这三种冠状病毒相似,穿山甲-CoV-2020的受体结合蛋白域非常保守,这表明穿山甲冠状病毒很可能使用ACE2作为受体。另一方面,与人类基因同源物中的那些受体相比,存在于穿山甲中的ACE2受体具有高度序列保守性。但是,尚不清楚该穿山甲CoV-2020的人畜共患病情况。
 
陈金平等人表示,动物源性冠状病毒的宿主范围是混杂的。确定冠状病毒的天然宿主和宿主范围至关重要,尤其是考虑到其引起人畜共患病的潜力。在过去的二十年中,除了2019-nCoV以外,SARS和MERS引起了人类传染病的严重暴发,导致数千人死亡。尽管所有三种人畜共患型冠状病毒均显示为蝙蝠起源,但似乎存在不同的中间宿主,例如蝙蝠与养殖的棕榈果子狸的关联细节并不清楚,但有人建议将养殖的棕榈果子狸作为SARS传播给人类的中间宿主,而人类感染MERS的中间宿主被认为是沙特阿拉伯的骆驼。
 
“尽管本研究不支持穿山甲是2019-nCoV出现的中间宿主,但研究结果也不能排除其他冠状病毒可能在穿山甲中传播。” 陈金平等人在论文中写道。
 
03 受到争议的中间宿主
 
金冬燕认为,关于穿山甲是否为中间宿主,无论是华南农业大学的研究,还是广东省生物资源应用研究所的分析,“都有道理,可能另有中间宿主,但都没有证据。”
 
对于华南农大的报道,美国得克萨斯州立大学圣安东尼奥医学中心教授项焰认为,其结果和最近管轶团队报道的结果,以及去年 Viruses 杂志报道的穿山甲病毒“看起来如果不是一模一样也是高度类似”,“所有这些病毒都来自于同一个时期在广东截获的走私穿山甲,这些研究都同样说明了在自然界动物的身上有一些和新冠病毒比较类似的病毒,也许是这些类似的病毒之间的重组而产生了新冠病毒”。
 
他同时表示,“有一点点失望的地方是,两星期前华南农大新闻发布会说‘最后通过对病毒的基因组分析,发现分离的病毒株与目前感染人的毒株序列相似度高达99%’,可是目前看来华南农大分离的病毒株和新冠病毒只在一部分基因上是高度类似,在整个基因组水平要比从云南蝙蝠上分离的RaTG13病毒离新冠病毒更远。所以究竟穿山甲是不是中间宿主,新冠病毒是怎么进化来的,都还要更长期的进一步研究才可能搞明白。”
 
而陈金平团队的最新结果,项焰评论说,和最近一系列关于穿山甲身上的冠状病毒研究是相似的。去年 Viruses 杂志报道了通过宏基因组测序在马来穿山甲身上发现了新的冠状病毒,这一研究工作也是陈金平团队做的。
 
研究冠状病毒的宾夕法尼亚大学医学院微生物学系副研究员李懿泽认为,从目前的数据来看,2019-nCov不可能是从穿山甲直接到人的。SARS-CoV-2病毒(也即2019-nCov),它有一个Furin的切割位点,这是与其在同源上非常近的SARS冠状病毒和所有已知的类SARS冠状病毒,以及穿山甲冠状病毒上没有发现的特征。
 
要找出所谓的未知的中间宿主 X,李懿泽指出,如果从自然进化的角度看,有一种可能,这个冠状病毒从蝙蝠跳到了中间宿主,然后在中间宿主X身上发生了进化,让它变得更像SARS-CoV-2,也即它的受体结合域变得和SARS-CoV-2非常接近,并通过某种途径获取了Furin的切割位点,就是PRRA这个位点。
 
也有另外一种可能,中间宿主X感染了穿山甲冠状病毒,同时又感染了一个蝙蝠的冠状病毒,这两个病毒发生了重组,重组出一个很像SARS-CoV-2的病毒,然后继续传播,变成了今天现在我们看到的这个样子。李懿泽也承认,既获得了一个Furin的切割位点,又获得了亲和力很强的RBD,这样的概率非常低,因此需要更多的研究和证据。
 
04 保护野生动物,就是降低未知病毒走向人类的风险
 
无论是香港大学管轶团队和其合作者、华南农业大学的作者,还是广东省生物资源应用研究所的作者,他们都认为要遏制冠状病毒等引发的重大传染病暴发,严格地禁止穿山甲非法贸易,保护野生动物很有必要。
 
管轶团队和其合作者在2月18日发表的论文报告了穿山甲可能是新型冠状病毒的中间宿主,他们使用了广西海关缴获的走私马来穿山甲。管轶等人表示,在亚洲的许多野生哺乳动物中显然都存在冠状病毒,包括与2019-nCoV相关的冠状病毒。
 
“尽管冠状病毒在穿山甲中的流行病学、致病性、种间传染性和传播性仍有待研究,但论文中展示的数据强烈表明处理这些动物需要谨慎行事,应严格禁止在潮湿市场中出售它们。为了了解它们在2019-nCoV出现中的作用以及未来人畜共患病传播的风险,显然需要对中国和东南亚自然环境中的穿山甲进行进一步监测。”管轶等人的论文写道。
 
在2月21日的研究中,广东省生物资源应用研究所的陈金平等人表示,研究者检测到Beta冠状病毒的三只外来穿山甲病情都很重,患有严重的呼吸道疾病,挽救后也没有存活。“这些穿山甲被海关截获时,在运输冰柜里是很紧张的。”
 
在2019年10月的论文中,陈金平等人发表在Viruses上的论文也介绍了这些被走私的马来穿山甲的情况。2019年3月24日广东省野生动物抢救中心从反走私海关收到了21头活马来穿山甲。大多数的穿山甲,包括成年和亚成年,健康状况不佳,其身体被皮疹覆盖。所有这些马来穿山甲均由广东省野生动物救助中心营救,但还是有16只死亡。大多数死亡的穿山甲的肺部肿胀,含有泡沫状液体,并伴有肺纤维化的症状,在少数死亡的穿山甲中,观察到肝肿大和脾肿大。研究者从11具死亡的马来亚穿山甲中收集了21份具有明显症状的肺,淋巴和脾脏器官样本。
 
“穿山甲是β冠状病毒的天然宿主,具有感染人类的潜能。对穿山甲中冠状病毒的大规模监测可以增进我们对穿山甲中冠状病毒谱的了解。保护野生生物和限制人类对野生生物的接触对于将冠状病毒从野生动物向人类的溢出风险降至最低至关重要。” 陈金平等人表示。
 
沈永义、肖立华等人也指出,由于对穿山甲肉类和中国传统医学对于穿山甲鳞片的需求不断增长,中华穿山甲(http://www.iucnredlist.org/details/12764/0)已经濒临灭绝。“从东南亚到中国的其他穿山甲非法走私现象猖獗。非法市场上几乎所有的穿山甲都是马来穿山甲,而且海关每年都会没收大量马来穿山甲。应当实施国际合作,对野生动植物非法交易和野味的消费实行更严格的规定,这样才可以为濒临灭绝的动物提供更强的保护,并防止SARSr-CoV引起的重大传染病暴发。” 他们在论文中写道。
 
参考文献:
 
1. Kangpeng Xiao Sr., Junqiong Zhai, Yaoyu Feng, Niu Zhou, Xu Zhang, Jie-Jian Zou, Na Li, Yaqiong Guo, Xiaobing Li, Xuejuan Shen, Zhipeng Zhang, Fanfan Shu, Wanyi Huang, Yu Li, Ziding Zhang, Rui-Ai Chen, Ya-Jiang Wu, Shi-Ming Peng, Mian Huang, Wei-Jun Xie, Qin-Hui Cai, Fang-Hui Hou, Yahong Liu, Wu Chen, Lihua Xiao, Yongyi Shen bioRxiv 2020.02.17.951335; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.17.951335
 
2. Are pangolins the intermediate host of the 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) ? Ping Liu, Jing-Zhe Jiang, Yan Hua, Xiaohu Wang, Fanghui Hou, Xiu-Feng Wan, Jing Chen, Jiejian Zou, Jingping Chen bioRxiv 2020.02.18.954628; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.18.954628
 



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