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Nature背靠背发文,揭露武汉病毒最可能宿主是蝙蝠

2020.2.04

  截止北京时间2月4号08时,全国确诊人数已经达到20471例,疑似23214例,死亡425例,治愈632例。美国目前共有11例确诊病例,分布在马塞诸萨州波士顿(一例)、华盛顿州(一例)、伊利诺伊州(两例)、加州(六例)和亚利桑那州(一例)。

  就在2月3号,中国科学家在国际顶级学术期刊Nature(自然)上背靠背连发两篇文章,阐述武汉肺炎的宿主、流行性学和生物学特征。

  第一篇描述如下:

  2020年2月3日,中国科学院武汉病毒所石正丽团队在Nature 在线发表题为“A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat originn”的研究论文,该认为蝙蝠才是最有可能的携带2019-nCoV病毒的野生动物,该研究主要基于3个证据:

  1.该研究用的是临床病人的第一手临床样本做的测序,发现nCoV-2019病毒与SARSr-CoV有79.5%的序列相似性;

  2.该研究用自己的数据做了进化树分析发现应该还是蝙蝠来源的:在整个基因组水平上,nCoV-2019与蝙蝠冠状病毒的同源性为96%;

  3.该研究从分子水平揭示了nCoV-2019利用的是ACE2分子,与SARS-CoV使用相同的细胞进入受体ACE2。

  总而言之,这项研究提供了有关nCoV-2019的第一份详细报告,nCoV-2019是造成中国中部武汉市持续性急性呼吸道综合症流行的病因。在此阶段,我们对病毒知之甚少,包括基本生物学,动物来源或任何特定治疗方法。

  自18年前的SARS爆发以来,在其自然的宿主蝙蝠中发现了大量与严重急性呼吸系统综合症相关的冠状病毒(SARSr-CoV)。先前的研究表明,其中一些蝙蝠SARSr-CoV具有感染人类的潜力。

  在这里,研究人员报告了一种新型冠状病毒(nCoV-2019)的鉴定和表征,该冠状病毒在中国武汉引起了人类急性呼吸道综合症的流行。该流行病始于2019年12月12日,到2020年1月20日已导致198例实验室确认的感染,其中3例死亡。

  在暴发初期,研究人员从5名患者中获得了全长基因组序列。它们彼此几乎相同,并且对SARS-CoV共有79.5%的序列相似性。此外,发现在整个基因组水平上,nCoV-2019与蝙蝠冠状病毒的同源性为96%。

  七个保守的非结构蛋白的成对蛋白序列分析表明,该病毒属于SARSr-CoV物种。然后从重症患者的支气管肺泡灌洗液中分离出nCoV-2019病毒,该病毒可被几名患者的血清中和。重要的是,该研究已经确认,这种新型CoV(nCoV-2019)与SARS-CoV使用相同的细胞进入受体ACE2。

  总而言之,这项研究提供了有关nCoV-2019的第一份详细报告,nCoV-2019是造成中国中部武汉市持续性急性呼吸道综合症流行的病因。在所有接受测试的151例患者中观察到150例病毒特异性核苷酸阳性和病毒蛋白血清转化,提供了该疾病与病毒之间存在关联的证据。根据该研究结果,应该预期并且值得测试ACE2靶向药物或SARS-CoV靶向药物是否可用于nCoV-2019患者。在此阶段,我们对病毒知之甚少,包括基本生物学,动物来源或任何特定治疗方法。

  第二篇描述如下:

  2020年2月3日,复旦大学张永振团队在Nature 在线发表题为“A new coronavirus associated with human respiratory disease in China”的研究论文,该研究报告了一名在海鲜市场上工作的患者,该患者于2019年12月26日入住武汉市中心医院,患有严重的呼吸系统综合症,包括发烧,头晕和咳嗽。支气管肺泡灌洗液样品的基因组RNA测序,鉴定了一种新型的RNA冠状病毒,在此称为为WH-Human-1冠状病毒(也是后面称为的2019-CoV)。对完整病毒基因组(29,903个核苷酸)的系统进化分析表明,该病毒与一组SARS样冠状病毒最相似(89.1%核苷酸相似性)。2019-nCoV和SARS-CoV RBD结构域之间氨基酸序列的高度相似性和预测的蛋白质结构表明,2019-nCoV可能有效地利用人ACE2作为细胞进入受体,潜在地促进了人与人之间的传播。

  2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒最密切相关,甚至在nsp7和E蛋白中与Bat-SL-CoVZC45表现出100%的氨基酸相似性。 因此,这些数据表明蝙蝠可能是2019-nCoV的宿主。 但是,由于首次报告该病时市场上有多种动物在出售,因此需要更多的工作来确定2019-nCoV的天然宿主和中间宿主。

  研究的患者是一名41岁的男性,无肝炎,结核病或糖尿病病史。他病发六天后于2019年12月26日在武汉市中心医院住院。患者在就诊一周后报告发烧,胸闷,无力咳嗽,疼痛和无力。心血管,腹部和神经系统检查均正常。观察到轻度的淋巴细胞减少症,但在全血细胞计数(CBC)测试中,白细胞和血小板计数正常。在血液化学测试中,观察到C反应蛋白升高,并且天冬氨酸转氨酶,乳酸脱氢酶和肌酸激酶的水平略有升高。通过动脉血气(ABG)测试,该患者患有轻度低氧血症。在入院的第一天(发病后的第6天),胸部X线照片异常,并伴有空域阴影。初步的病原学调查排除了流感病毒,肺炎衣原体和肺炎支原体的存在。尽管进行了抗生素,抗病毒和糖皮质激素的联合治疗,但患者表现出呼吸衰竭,并接受了高流量无创通气。治疗三天后患者的病情没有改善,他被送进了重症监护室(ICU)。该患者入院6天后被转移到武汉的另一家医院接受进一步治疗。

  武汉市疾病预防控制中心(CDC)的流行病学调查显示,该患者在当地的室内海鲜市场工作。值得注意的是,除鱼类和贝类外,在暴发开始之前,该市场上还出售各种活的野生动物,包括刺猬,蛇和鸟类(斑鸠),以及动物尸体和动物肉。尽管患者可能与市场上的野生动物接触过,但他回忆说没有接触活禽。

  为了调查与该疾病相关的可能病原,研究人员收集了支气管肺泡灌洗液(BALF)并进行了深转录组测序。临床标本在上海公共卫生临床中心的生物安全3级实验室中处理。从200μlBAL液中提取总RNA,并使用Illumina MiniSeq构建亚转录组文库,用于成对末端(150 bp)测序。该研究总共产生了56,565,928个从头开始的序列读取组装并筛选潜在的病原体。在Megahit组装的384,096个重叠群中,最长的(30,474个核苷酸[nt])具有很高的丰度,并且与蝙蝠SARS样冠状病毒分离株bat-SL-CoVZC45高度相似。分别通过RT-PCR和5'/ 3'RACE试剂盒(TaKaRa)确定并确认了这种新型病毒的基因组序列及其末端。将该新病毒命名为WH-人类1型冠状病毒(WHCV)(也称为“ 2019-nCoV”),其整个基因组序列(29,903 nt)上传到GenBank,登录号为MN908947。通过定量PCR(qPCR)估计BALF样品中的病毒载量为3.95×10^8拷贝/ mL。

  对完整病毒基因组(29,903个核苷酸)的系统进化分析表明,该病毒与一组SARS样冠状病毒最相似(89.1%核苷酸相似性)。2019-nCoV和SARS-CoV RBD结构域之间氨基酸序列的高度相似性和预测的蛋白质结构表明,2019-nCoV可能有效地利用人ACE2作为细胞进入受体,潜在地促进了人与人之间的传播。

  尽管在中国的蝙蝠中广泛发现了SARS样病毒,但与SARS-CoV相同的病毒尚未记录。 值得注意的是,2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒最密切相关,甚至在nsp7和E蛋白中与Bat-SL-CoVZC45表现出100%的氨基酸相似性。 因此,这些数据表明蝙蝠可能是2019-nCoV的宿主。 但是,由于首次报告该病时市场上有多种动物在出售,因此需要更多的工作来确定2019-nCoV的天然宿主和中间宿主。

  参考消息:

  https://www.nature.com/articles/s41586-020-2012-7

  https://www.nature.com/articles/s41586-020-2008-3


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