客觀日本

東京大學從日本的蝙蝠活體內檢測出新冠電腦病毒的近緣電腦病毒

2020年11月09日 生物醫藥

本文根據東京大學科研成果發佈資料編譯而成

引起新冠電腦病毒傳染症(COVID-19)的嚴重急性呼吸道症候群新型冠狀病毒(SARS-CoV-2) 的自然寄主被認爲是菊頭蝠屬蝙蝠。研究人員此前已經從中國的馬鐵菊頭蝠活體內發現了SARS-CoV-2的近緣電腦病毒。不過一直不清楚SARS-CoV-2的近緣電腦病毒在中國以外的地區分佈情況及電腦病毒特性等。

東京大學研究生院農學生命科學研究科獸醫師學專業的村上晉副教授和堀本泰介教授等人組成的研究團隊,從棲息在日本的一種菊頭蝠屬蝙蝠——角菊頭蝠活體內檢測出了在遺傳學上與SARS-CoV-2屬於近緣的電腦病毒。研究團隊分析該電腦病毒對細胞的吸附和侵入程序後認爲,這種電腦病毒不會傳染人類。

此次,研究團隊從棲息在日本的角菊頭蝠活體內檢測出了冠狀病毒基因(Rc-o319),另外還確定了電腦病毒基因體的全長序列,並解析了演化系統樹,發現Rc-o319與SARS-CoV和SARS-CoV-2同屬於乙型冠狀病毒支系B(Sarbecovirus),尤其是與SARS-CoV-2在遺傳上屬於近緣(圖1)。

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圖1:日本檢測出來的SARS-CoV-2相關蝙蝠冠狀病毒的演化樹
利用電腦病毒基因體的全長序列製作了系統樹。此次檢測出的電腦病毒(Rc-o319)用紅字表示。可以看出,Rc-o319與SARS-CoV-2在遺傳上屬於近緣。從中國的果子狸(綠色)活體內也檢測出了近緣電腦病毒。

爲推測Rc-o319傳染人類的可能性,研究團隊調查了該電腦病毒的刺突(S)蛋白能否與人體的ACE2接受者(負責SARS-CoV和SARS-CoV-2吸附及侵入細胞的接受者)結合的情況。首先,將S蛋白中的兩處結合基序(RBM)與其他乙型冠狀病毒支系B電腦病毒進行比較發現,包括位於其中一處RBM的氨基酸缺失位點在内,Rc-o319中參與結合位置的氨基酸與SARS-CoV和SARS-CoV-2大不相同,另外,與已知可與人體ACE2結合的其他蝙蝠源乙型冠狀病毒支系B電腦病毒相比也有很大差異(圖2)。

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圖2:Rc-o319的接受者結合基序
比較了SARS-CoV-2和SARS-CoV及其相關冠狀病毒的ACE2結合區域(RBM)的胺基酸序列。在與人體ACE2的結合中發揮重要作用的區域用方框圈了起來。另外,紅色圓圈表示SARS-CoV-2和SARS-CoV中與人體ACE2結合的位點的氨基酸。可以看出,此次檢測到的Rc-o319在對與人體ACE2的結合很重要的區域之一存在缺陷。此外,對與人體ACE2的結合很重要的胺基酸殘基大多都與SARS-CoV-2和SARS-CoV不同。

不過,兩處RBM均存在嚴重的氨基酸缺失,而且結合位置的胺基酸序列也不同於無法與人體ACE2結合的其他蝙蝠的乙型冠狀病毒支系B電腦病毒,因此不能排除Rc-o319的S蛋白與人體ACE2結合的可能性。於是,研究團隊利用水皰性口炎電腦病毒的假型電腦病毒系統,解析了Rc-o319能否利用人類的ACE2接受者傳染細胞(圖3)。

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圖3:利用假型電腦病毒的Rc-o319的傳染性
研究團隊製作了具備Rc-o319、SARS-CoV或SARS-CoV-2的S蛋白水皰性口炎電腦病毒假型電腦病毒(Rc-o319 S、SARS-CoV S、SARS-CoV-2 S),使其分別傳染表達人類ACE2接受者和蝙蝠ACE2接受者的細胞。具備Rc-o319的S蛋白的假型電腦病毒大量傳染了表達寄主角菊頭蝠(R. cornutus)的ACE2的細胞,但人類(human)的ACE2表達細胞和源自其他馬鐵菊頭蝠種的ACE2表達細胞(R. ferrumequinum,R. sinicus)則基本沒有被傳染。

結果顯示,具備Rc-o319的S蛋白的假型電腦病毒傳染了表達其寄主角菊頭蝠(R. cornutus)的ACE2的細胞,但幾乎沒有傳染表達人類ACE2的細胞。因此認爲,Rc-o319傳染人類的可能性非常低。

今後,爲調查該電腦病毒變異成能夠傳染人類病毒的可能性,需要更加詳細地解析該電腦病毒在日本的具體分佈情況,以及對可能成爲中間寄主的蝙蝠以外的動物的傳染性能。

論文資訊
題目:Detection and characterization of bat sarbecovirus phylogenetically related to SARS-CoV-2, Japan
期刊:Emerging Infectious Diseases
DOI:10.3201/eid2612.203386
URL:wwwnc.cdc.gov/eid/article/26/12/20-3386_article

日語發佈資料

編譯:JST客觀日本編輯部