「病毒」最新重磅:吃了蝙蝠的流浪狗,可能才是人类感染新冠病毒的源头

自从新冠病毒(SARS-CoV-2)导致的疫情爆发以来 , 已在全球范围内感染了近 200 万人 。 科学家们一直在努力寻找这种新型冠状病毒的起源 , 以了解其究竟如何从动物宿主转移到人类身上 。
之前 , 科学家们一直围绕着蝙蝠(一种携带多种冠状病毒的动物)来寻找一种首次将该病毒引入人类的中间动物宿主 。 从蛇、到穿山甲 , 都一度被高度怀疑为最可能的中间宿主 , 但实际上这些动物身上分离出来的冠状病毒 , 与导致此次疫情的新冠病毒差异实在太大 , 最多证明它们有着共同的祖先 , 并不能证明是其将病毒感染给人类 。 「病毒」最新重磅:吃了蝙蝠的流浪狗,可能才是人类感染新冠病毒的源头
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就在今天 , 渥太华大学生物学教授夏旭华(Xuhua Xia)团队提出 , 流浪狗可能是当前人类新冠疫情大流行的源头 。 这一研究结果刚刚在线发表在《分子生物学与进化(Molecular Biology and Evolution)》杂志 。
“我们的研究结果为 SARS-CoV-2 的起源和传播提供了新的假设 , ” 夏旭华说 , “SARS-CoV-2 的祖先 , 及其近亲——蝙蝠身上携带的冠状病毒 , 先是感染了犬科动物的肠道 , 并在犬科动物身上发生了快速变异进化 , 然后首次感染了人类 。 这一结果也意味着 , 在与 SARS-CoV-2 的斗争中 , 对流浪狗体内的新冠病毒进行检测 , 也是极其重要的 。 ”
病毒战斗的痕迹 , 成为溯源的线索
当病毒入侵宿主时 , 它们的基因组往往带有战斗的伤疤 , 这是因为它们需要通过基因组的变化和适应 , 来击退和逃避宿主的免疫系统 。
而人类和哺乳动物有一种关键的抗病毒前哨蛋白 , 称为 ZAP , 它可以通过阻止病毒在宿主体内的增殖 , 以及降解其基因组来阻止病毒的传播 。 其目标之一就是病毒 RNA 基因组中的一对化学字母 , 叫做 CpG 二核苷酸 。 「病毒」最新重磅:吃了蝙蝠的流浪狗,可能才是人类感染新冠病毒的源头
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可以说 , CpG 二核苷酸就是人体免疫系统寻找和消灭病毒的路标 。 在骨髓和淋巴结中大量生成的 ZAP , 负责巡视人体肺部 , 当病毒入侵时 , 免疫系统首先在这些地方发起攻击 。
但事实证明 , 病毒同样是可以反击的 。
单链冠状病毒 , 如 SARS-CoV , 可以通过减少 CpG 路标来避免 ZAP 的识别和攻击 , 从而使 ZAP 机制失效 。 对 HIV 病毒 (另一种 RNA 病毒) 的研究表明 , 它就充分利用了这种进化产生的技巧 , 减少 CpG 以应对人类抗病毒防御机制 。
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反过来想 , 如果病毒基因组上还剩余有 CpG 二核苷酸 , 那么则意味着其可能对该病毒具有十分重要的功能 , 这也就可作为在疫苗开发中减弱毒性的修饰靶点 。
夏旭华教授长期研究不同宿主病毒的分子特征 , 他表示 , “我们可以把病毒中 CpG 含量的减少视为对公众健康的威胁 , 而 CpG 含量的增加则会降低这种病毒性病原体的威胁 。 因为有着高 CpG 含量的病毒会被宿主免疫系统更好地靶向 , 导致毒性降低 , 这类似于天然疫苗 。 ”
有了这一层发现 , 夏旭华教授进一步检验了迄今为止存储在 GenBank 中的全部 1252 个完整的 β 冠状病毒基因组 , 发现 SARS-CoV-2 与一种蝙蝠冠状病毒 (BatCoV RaTG13) 在所有近亲冠状病毒中 CpG 含量最低 。
“最引人注目的是 BatCoV RaTG13 系谱中的病毒基因组 CpG 含量 , 发生了一个孤立但明显的下降 。 据报道 , 该样品基因组是 2013 年从云南省的一个蝙蝠中取样 , 但直到 2019 年末 SARS-CoV-2 感染爆发后 , 武汉病毒所才对其进行了测序 。 ” 夏旭华教授说 , “这种蝙蝠的冠状病毒基因组是 SARS-CoV-2 最接近的亲缘 , 序列相似度达 96% 。 ”「病毒」最新重磅:吃了蝙蝠的流浪狗,可能才是人类感染新冠病毒的源头
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研究人员表示 , 很不幸的是 , BatCoV RaTG13 没有在 2013 年进行测序 , 否则 CpG 含量的下降可能是一个警告 。 因为这有两个非常重要的含义 。 首先 , 这种病毒可能是在具有高 ZAP 表达的组织中进化而来的 , 因此 ZAP 高表达有利于 CpG 低的病毒基因组出现;第二 , 更重要的是 , 该病毒的存在表明它已经成功地避开了 ZPA 介导的抗病毒防御 。 换句话说 , 这种病毒已经变得很隐秘和狡猾 , 对人类来说也已经很危险了 。
最合理的解释:流浪狗吃了蝙蝠?
夏旭华教授用他的 CpG 检测工具重新检测了起源于骆驼的中东呼吸综合征冠状病毒(MERS) , 发现感染骆驼消化系统的病毒基因组中 CpG 含量低于感染骆驼呼吸系统的病毒 。
当他在对狗的数据进行分析后 , 发现只有犬冠状病毒 (CCoVs) 的基因组具有与 SARS-CoV-2 和 BatCoV RaTG13 相似的基因组 CpG 值;其次 , 犬和骆驼一样 , 在它们的消化系统中也发现了冠状病毒感染 , 而且其 CpG 含量低于它们呼吸系统中的基因组 CpG 含量 (犬呼吸道冠状病毒与 SARS-CoV-2 同属于 BetaCoV 谱系) 。


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