当前位置: 资讯首页 / 行业新闻 / 正文 /

研究证实SARS-CoV-2属自然进化 不可能是人为制造!

发布日期:2020-03-18 浏览次数:0

来源: 生物谷 

根据今天发表在《Nature Medicine》杂志上的研究结果,去年年底出现的新型SARS-CoV-2冠状病毒是自然进化的产物,自出现以来,它已经导致了大规模的COVID-19流行病,并蔓延到70多个其他国家。

对来自SARS-CoV-2和相关病毒的公共基因组序列数据的分析发现,没有证据表明该病毒是在实验室制造或以其他方式设计的。

"通过比较已知冠状病毒株的基因组序列数据,我们可以确定SARS-CoV-2起源于自然过程,"斯克里普斯研究所免疫学和微生物学副教授、这篇论文的通讯作者Kristian Andersen博士说道。

除了Andersen,这篇题为"The proximal origin of SARS-CoV-2"的论文的作者还包括杜兰大学的Robert F. Garry,悉尼大学的Edward Holmes,爱丁堡大学的Andrew Rambaut和哥伦比亚大学的W. Ian Lipkin。

冠状病毒是一大类病毒,可导致严重程度不同的疾病。由冠状病毒引起的首个已知的严重疾病出现在2003年出现的SARS。第二次严重疾病爆发始于2012年沙特阿拉伯的中东呼吸综合征(MERS)。

去年12月31日,中国当局向世界卫生组织通报了一种新型冠状病毒的爆发,这种病毒可导致严重疾病,后来被命名为SARS-CoV-2。截至2020年2月20日,已记录在案的COVID-19病例近16.75万例,但许多较轻的病例可能没有得到诊断。该病毒已造成6600多人死亡。

疫情爆发后不久,中国科学家对SARS-CoV-2的基因组进行了排序,并向全世界的研究人员提供了这些数据。基于这些数据,中国当局迅速确定这种流行病,而且由于在人群中出现了人传人的情况,COVID-19病例的数量一直在增加。Andersen和其他几家研究机构的合作者利用这些测序数据,通过关注病毒的几个特征来探索SARS-CoV-2的起源和演变。

图片来源:The Scripps Research Institute

科学家们分析了突刺蛋白的遗传模板--S蛋白是病毒用来抓住和穿透人类和动物细胞膜的蛋白。更具体地说,他们把重点放在了S蛋白的两个重要特征上:受体结合域(RBD)--一种抓住宿主细胞的抓钩,和分裂位点--一种允许病毒打开并进入宿主细胞的分子开瓶器。

自然进化的证据

科学家们发现,SARS-CoV-2突变蛋白的RBD部分已经进化到能够有效地瞄准人类细胞外部,即ACE2,它是一种调节血压的受体。事实上,SARS-CoV-2的S蛋白与人类细胞的结合是如此有效,以至于科学家们得出结论,它是自然选择的结果,而不是基因工程的产物。

SARS-CoV-2的骨架--它总的分子结构也支持了这种自然进化的证据。如果有人想要制造一种新的冠状病毒作为病原体,他们可能已经从一种已知会导致疾病的病毒的骨架中构建了这种病毒。但科学家们发现,SARS-CoV-2的骨架与已知的冠状病毒有很大不同。

"病毒的这两个特征,即S蛋白的RBD部分的突变及其独特的骨架,排除了实验室操作作为SARS-CoV-2潜在起源的可能性,"Andersen说。

英国韦尔科姆基金会的流行病领导Josie Golding博士说,Andersen及其同事们的发现"对于为关于导致COVID-19的病毒(SARS-CoV-2)起源的谣言提供基于证据的观点是至关重要的。他们的结论是,这种病毒是自然进化的产物,这可以有效遏制任何关于蓄意基因工程的猜测。"

可能的病毒来源

基于他们的基因组测序分析,Andersen和他的合作者得出结论,SARS-CoV-2最可能的起源有两种可能的情况。

在一种情况下,病毒通过自然选择在非人类宿主中进化到目前的致病状态,然后跳到人类身上。这就是以前冠状病毒暴发的方式,即人类在直接接触果子狸(SARS)和骆驼(MERS)后感染病毒。研究人员认为,由于SARS-CoV-2病毒与蝙蝠冠状病毒非常相似,因此蝙蝠是SARS-CoV-2病毒最有可能的宿主。然而,没有记录在案的蝙蝠与人类直接传播的病例,这表明蝙蝠与人类之间可能存在一种中间宿主。

在这种情况下,SARS-CoV-2的S蛋白的两个独特特征--与细胞结合的RBD部分和打开病毒的裂解位点--在进入人类之前就已经进化到目前的状态。在这种情况下,一旦人类被感染,当前的流行可能就会迅速出现,因为这种病毒已经进化出了使其具有致病性并能够在人与人之间传播的特征。

在另一种设想中,病毒的非致病性版本从动物宿主跳到人类,然后在人类中进化到目前的致病性状态。例如,一些来自穿山甲的冠状病毒、亚洲和非洲发现的类似犰狳的哺乳动物,具有与SARS-CoV-2非常相似的RBD结构。来自穿山甲的冠状病毒可能已经直接或通过像果子狸或雪貂这样的中间宿主传播给人类。

此外,SARS-CoV-2的另一个独特的S蛋白特征,即裂解位点,可能在人类宿主体内进化而来,可能是在疫情开始之前,通过人类种群中有限的未被检测到的循环而进化而来的。研究人员发现,SARS-CoV-2的裂解位点与禽流感病毒株的裂解位点相似,后者已被证明很容易在人与人之间传播。SARS-CoV-2可能已经在人类细胞中进化出了这样一个毒性很强的裂解位点,并很快引发了目前的流行,因为冠状病毒可能已经变得更有能力在人与人之间传播。

研究报告的合着者Andrew Rambaut警告说,目前很难知道哪种情况最有可能发生。如果SARS-CoV-2以目前的致病性形式从动物源进入人体,它将增加未来暴发的可能性,因为导致疾病的病毒株仍可能在动物种群中传播,并可能再次进入人体。而非致病性冠状病毒进入人群并随后进化出类似SARS-CoV-2的特性的几率较低。

参考资料:

【1】The COVID-19 coronavirus epidemic has a natural origin, scientists say

【2】Kristian G. Andersen et al, The proximal origin of SARS-CoV-2, Nature Medicine (2020). DOI: 10.1038/s41591-020-0820-9

猎才二维码