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医学前沿---COVID-19起源仍然是个谜:研究发现病毒“高度适应人类”

梅之芬芳 青石测评 2023-04-19

梅编译  永远不要停止雕刻自己的雕像

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COVID-19起源仍然是个谜:研究发现病毒“高度适应人类”


来源   弗林德斯大学

2021 年 6 月 24 日


科学家使用计算机模型来研究导致 COVID-19 大流行的病毒 SARS-CoV-2,发现该病毒最适合感染人类细胞,而不是蝙蝠或穿山甲细胞,这再次引发了对其起源的质疑。


在《自然》杂志《科学报告》上发表的一篇论文中,澳大利亚科学家描述了他们如何利用高性能计算机模拟 SARS-CoV-2 病毒在大流行开始时的形态,来预测病毒感染人类和12种家养和外来动物的能力。


他们的工作旨在帮助识别可能在将蝙蝠病毒传播给人类方面发挥作用的任何中间动物载体,并了解猫和狗等伴侣动物以及牛、羊 猪和马等商业动物的易感性带来的任何风险。


来自弗林德斯大学和拉特伯大学的科学家们使用来自 12 个动物物种的基因组数据精心构建了每个物种关键 ACE2 蛋白受体的计算机模型。然后使用这些模型来计算 SARS-CoV-2 刺突蛋白与每个物种的 ACE2 受体的结合强度。


令人惊讶的是,结果显示 SARS-CoV-2 与人类细胞上的 ACE2 结合比任何受试动物物种(包括蝙蝠和穿山甲)都更紧密。如果测试的动物物种之一是起源,通常预计它会显示出与病毒的最高结合。


“人类表现出最强的棘突结合,与对病毒的高度易感性一致,但如果动物是人类感染的最初来源,则非常令人惊讶,”拉特伯大学教授大卫温克勒说。


该研究结果最初发布在 ArXiv 预印本服务器上,现已通过同行评审并发表在《科学报告》上。

SARS-CoV-2 颗粒的创造性再现(不按比例)。图片来源:美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所


“计算机模型发现,与结合人类细胞的能力相比,该病毒结合蝙蝠 ACE2 蛋白的能力较差。这与该病毒直接从蝙蝠传播给人类的能力相悖。因此,如果该病毒具有天然来源,它只能通过尚未发现的中间物种来到人类,”弗林德斯附属大学教授尼古拉·彼得罗夫斯基说。


该团队的计算机模型显示,SARS-CoV-2 病毒也与穿山甲的 ACE2 结合相对较强,穿山甲是一种罕见的外来食蚁兽,偶尔被用作食物或传统药物。温克勒教授说,穿山甲在所有研究的动物中表现出最高的棘突结合能——明显高于蝙蝠、猴子和蛇。


“虽然一些科学家在大流行早期错误地暗示他们在穿山甲中发现了 SARS-CoV-2,但这是由于误解,这一说法很快被撤回,因为他们描述的穿山甲冠状病毒的遗传相似性不到 90% SARS-CoV-2,因此不可能是它的祖先,”彼得罗夫斯基教授说。


然而,这项研究和其他研究表明,结合 ACE2 的穿山甲冠状病毒刺突蛋白的特定部分与 SARS-CoV-2 刺突蛋白的特定部分几乎相同。


“这种几乎相同的刺突蛋白的共享几乎可以肯定地解释了为什么 SARS-CoV-2 与穿山甲 ACE2 结合得如此好。穿山甲和 SARS-CoV-2 刺突蛋白可能通过趋同进化、病毒之间的基因重组过程进化出相似性,或者通过基因工程,目前还没有办法区分这些可能性,”彼得罗夫斯基教授说。


“总的来说,撇开穿山甲 ACE2 的有趣结果不谈,我们的研究表明,COVID-19 病毒非常适合感染人类。”


“我们还推断,一些家养动物,如猫、狗和牛,也可能容易感染 SARS-CoV-2,”温克勒教授补充道。


病毒如何感染人类这一极其重要且开放的问题目前有两种主要解释。该病毒可能已经从蝙蝠通过尚未发现的中间动物(人畜共患病起源)传播给人类,但仍不能排除它是从病毒学实验室意外释放的。需要进行彻底的科学、循证调查来确定这些解释中的哪一个是正确的。


研究人员总结说,SARS-CoV-2病毒如何以及在何处适应成为如此有效的人类病原体仍然是个谜,并补充说,找到这种疾病的起源将有助于保护人类免受未来冠状病毒大流行的影响。



探索

COVID-19的起源仍然是个谜

更多信息:Sakshi Piplani 等,SARS-CoV-2 刺突蛋白-ACE2 跨物种结合亲和力的计算机模拟比较以及对病毒起源的影响,科学报告(2021 年)。期刊信息:科学报告 、 自然  

由 弗林德斯大学提供 




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