石正麗新研究:需持續(xù)監(jiān)控蝙蝠 中華菊頭蝠是SARS病毒的宿主

　　石正麗等中國科學家發(fā)現(xiàn)：進化的“軍備競賽”（arms race）塑造了病毒及其受體的多樣性。

　　鑒定涉及種間傳播的關鍵殘基對于預測潛在的病原體、了解病毒如何從野生動物向人類躍遷，非常重要。

　　以前，研究者已經(jīng)在中華菊頭蝠中鑒定出具有不同遺傳特征的SARS相關冠狀病毒（SARSr-CoV）。而這份最新研究還展現(xiàn)了中華菊頭蝠種群中蝙蝠受體ACE2（血管緊張素轉化酶2）的高度多樣性。這些ACE2變體支持SARS病毒和SARS相關冠狀病毒的感染，但對不同刺突蛋白具有不同的結合親和力。

　　SARS相關冠狀病毒刺突蛋白對人ACE2擁有更高結合親和力，顯示這些病毒具有向人類躍遷傳染的能力。ACE2和SARS相關冠狀病毒刺突蛋白之間的界面處殘基的正向選擇，表明它們之間存在長期和持續(xù)的協(xié)同進化動力學。因此，持續(xù)監(jiān)視蝙蝠中的這一組病毒對于預防下一個SARS樣疾病非常必要。

　　以上研究來自中科院武漢病毒所石正麗團隊與福建師范大學生命科學學院歐陽松應教授在預印本平臺 bioRxiv 上發(fā)表的論文：Evolutionary arms race between virus and host drives genetic diversity in bat SARS related coronavirus spike genes。

　　中華菊頭蝠是SARS病毒的宿主，其體內還攜帶多種SARS相關冠狀病毒。這些病毒具有高度的遺傳多樣性，尤其是病毒的刺突蛋白基因。盡管有著不同程度的變異，一些蝙蝠SARS相關冠狀病毒仍可以利用人類受體ACE2進入人體細胞。研究者推測，蝙蝠的ACE2受體和SARS相關冠狀病毒刺突蛋白之間，有著相互作用，而這驅動了SARS相關冠狀病毒的遺傳多樣性。

　　研究者鑒定出了一系列中華菊頭蝠ACE2變異體，這些變異體中有一些與SARS-CoV刺突蛋白有相互作用的多態(tài)位點。攜帶不同刺突蛋白的偽病毒或SARS相關冠狀病毒，在表達了蝙蝠ACE2變體的細胞中有著不同的瞬時感染效率。通過測定SARS病毒、SARS相關冠狀病毒刺突蛋白與蝙蝠受體、人類受體分子之間的結合親和力，能觀察到相關的結果。

　　所有被測試的蝙蝠SARS相關冠狀病毒刺突蛋白與人ACE2的結合親和力，均高于其對蝙蝠ACE2的結合親和力。不過SARS相關冠狀病毒刺突蛋白與人ACE2的結合親和力，比SARS-CoV刺突蛋白與人ACE的親和力低10倍。

　　結構建模表明，刺突和ACE2之間的結合親和力差異可能是由于這兩個分子界面中某些關鍵殘基的改變而引起。分子進化分析表明，這些殘基處于強的正選擇。

　　這些結果表明SARS新冠病毒刺突蛋白和蝙蝠ACE2可能隨著時間的推移而互相進化，并經(jīng)歷彼此的選擇壓力，從而觸發(fā)了進化的“軍備競賽”動力學。這進一步證明了，中華菊頭蝠是SARS相關冠狀病毒的天然宿主。

　　冠狀病毒是包膜病毒，包含單股正鏈RNA。該亞科有四個屬，即α、β、γ和δ。α冠狀病毒和β冠狀病毒起源于蝙蝠或嚙齒動物，而γ冠狀病毒和δ冠狀病毒起源于鳥類。自21世紀初以來，三種β型冠狀病毒已引起人類嚴重肺炎暴發(fā)。分別是SARS-CoV，MERS-CoV和SARS-CoV-2。

　　SARS-CoV-2引發(fā)的疫情使人們回想起17年前發(fā)生的SARS疫情。SARS是一種人畜共患病，在接下來的幾年中，科學家從中國和歐洲不同地區(qū)的蝙蝠中檢測或分離出了具有不同遺傳特征的75種SARS相關冠狀病毒（SARSr-CoV）。