找到傳播2019新型冠狀病毒的動(dòng)物很重要。研究者在尋找中從蝙蝠懷疑到蛇,還加上了水貂,至今仍沒(méi)有明確病毒從動(dòng)物傳到人的完整過(guò)程,為什么確定源頭這么難?


先看看之前兩種類(lèi)似的病毒,嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)和中東呼吸綜合征(MERS)“千里追兇”的過(guò)程有多曲折。

找到傳播2019新型冠狀病毒的動(dòng)物很重要。研究者在尋找中從蝙蝠懷疑到蛇,還加上了水貂,至今仍沒(méi)有明確病毒從動(dòng)物傳到人的完整過(guò)程,為什么確定源頭這么難?


先看看之前兩種類(lèi)似的病毒,嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)和中東呼吸綜合征(MERS)“千里追兇”的過(guò)程有多曲折。


圖丨giphy


SARS,鎖定果子貍后的漫長(zhǎng)尋找


冠狀病毒的發(fā)現(xiàn)早在1937年,由于通常只引起人類(lèi)輕微感冒癥狀,2003年前從來(lái)沒(méi)有得到過(guò)重視。這年的SARS是冠狀病毒第一次使人重病,人們因此開(kāi)始關(guān)注冠狀病毒并尋找它的來(lái)源[1]。


1

揪出果子貍,發(fā)現(xiàn)也是受害者


首例SARS病例確診后,研究者就開(kāi)始尋找病毒的來(lái)源。兩個(gè)半月后,根據(jù)動(dòng)物經(jīng)銷(xiāo)商比買(mǎi)賣(mài)蔬菜的人更容易感染SARS冠狀病毒,結(jié)合最初幾例患者發(fā)病前曾接觸動(dòng)物,研究者判斷把病毒傳給人的更可能是動(dòng)物,而不是植物[2]。

 

在各種動(dòng)物中又查了一個(gè)月,研究者發(fā)現(xiàn)廣東省野生動(dòng)物交易市場(chǎng)的果子貍體內(nèi)存在冠狀病毒,并且與病人的SARS冠狀病毒基因同源性超過(guò)99%(幾乎一樣)。因此直接將病毒帶給人類(lèi)的動(dòng)物是果子貍

 

以為“兇手”已經(jīng)抓到了,但擴(kuò)大范圍調(diào)查養(yǎng)殖及野生果子貍時(shí),發(fā)現(xiàn)它們多數(shù)并沒(méi)有感染SARS冠狀病毒,也就不能傳染人類(lèi)。而且,用病人體內(nèi)的SARS冠狀病毒感染果子貍,它們也會(huì)生病[2]。通常既能攜帶病毒,又不會(huì)得病的動(dòng)物才能長(zhǎng)期儲(chǔ)存并播散病毒,要是自己難受得動(dòng)不了就沒(méi)法傳染別人了。

 

因此,雖然直接傳染人的是果子貍(中間宿主),但它們也是被別的動(dòng)物傳染


果子貍只是中間宿主丨flickr


2

歷經(jīng)十余年的追尋


接下來(lái)要尋找自然環(huán)境里長(zhǎng)期保存這種病毒,并將其傳給果子貍的動(dòng)物(自然宿主)。1年后,多國(guó)科學(xué)家合作從大耳菊頭蝠體內(nèi)分離出一種與SARS冠狀病毒很相近的病毒Bat SL-CoV Rp3(與SARS冠狀病毒全基因一致性達(dá)92%)。由于多數(shù)蝙蝠都攜帶這種病毒,蝙蝠本身又沒(méi)有生病,符合自然宿主的條件[2]。

 

但這些蝙蝠病毒不是SARS冠狀病毒的直接祖先,因?yàn)槟?%的差異恰巧影響了關(guān)鍵功能:SARS病毒有開(kāi)啟人類(lèi)細(xì)胞的鑰匙(可與人類(lèi)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2結(jié)合),而已發(fā)現(xiàn)的蝙蝠病毒沒(méi)有,不能進(jìn)入人體細(xì)胞。就像“兇手”找到了,他身上卻沒(méi)有“兇器”。

 

之后數(shù)年研究者一直在各地尋找,直到SARS消失10年后,才從云南的中華菊頭蝠身上找到握著同樣鑰匙的病毒(Bat SL-CoV Rs3367及Bat SL-CoV SHC014)[3]。雖然這些病毒也與SARS冠狀病毒存在差異,但同住一個(gè)洞穴的蝙蝠們體內(nèi)存在很多種病毒,可以互相組合拼接成SARS冠狀病毒,將“兇器”轉(zhuǎn)移給“兇手”[1]。

 

由于SARS流行期間云南沒(méi)有病例,完整的故事最可能是:類(lèi)似SARS的幾種病毒在蝙蝠體內(nèi)重組為SARS冠狀病毒,感染云南的果子貍或其他哺乳動(dòng)物。感染動(dòng)物被運(yùn)至廣東,并傳染市場(chǎng)中其他果子貍。起初果子貍零星傳染人類(lèi),之后病毒進(jìn)一步變異,具備人傳人的能力導(dǎo)致SARS爆發(fā)[1]。


蝙蝠才是自然宿主丨pixabay


MERS,從蝙蝠到駱駝


SARS之后10年,第二種導(dǎo)致人類(lèi)重病的冠狀病毒出現(xiàn),引發(fā)了2012年開(kāi)始的中東呼吸綜合征(MERS)。與悄然消失的SARS不同,至今仍不時(shí)有人患MERS[4]。


1

馴養(yǎng)的家畜也有風(fēng)險(xiǎn)


MERS剛出現(xiàn)時(shí),有一名中東男子在照顧生病的駱駝之后被確診,駱駝體內(nèi)的病毒與病人MERS冠狀病毒基本一致,所以首先懷疑動(dòng)物宿主是駱駝[5]。但人和駱駝感染一樣的病毒不說(shuō)明病毒肯定從駱駝來(lái),也可能是人傳染給駱駝。

 

之后在各職業(yè)人群中進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)相對(duì)于不接觸駱駝的人,放牧和屠宰駱駝的人感染MERS冠狀病毒幾率更高。而且在各種家畜中,幾乎所有的成年駱駝都曾感染過(guò)MERS冠狀病毒,其他動(dòng)物基本不感染[5]。與果子貍相似,駱駝感染人類(lèi)MERS冠狀病毒后自己也會(huì)生病。

 

繼續(xù)向前追溯,德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1983年的駱駝血樣中就可檢測(cè)出MERS冠狀病毒感染,表明這種病毒已經(jīng)在駱駝中存在至少30年了。而且從進(jìn)化角度比對(duì)基因,人和駱駝是從同一來(lái)源感染的病毒[1]。至此,基本確定駱駝是MERS的中間宿主


中間宿主駱駝丨pixabay


2

蝙蝠,又是你


與SARS類(lèi)似,研究者再次在蝙蝠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)相關(guān)病毒,至少有14種蝙蝠都攜帶與MERS冠狀病毒相近的病毒。蝙蝠也可在復(fù)制并排出MERS冠狀病毒的同時(shí),本身不出現(xiàn)癥狀。另外,多數(shù)人患MERS之前并未接觸過(guò)蝙蝠,可能是蝙蝠將病毒傳給了中間宿主駱駝[5]。

 

由于MERS冠狀病毒的基因有重新組合的痕跡,可能是類(lèi)似MERS的冠狀病毒在蝙蝠體內(nèi)重組或變異,傳至駱駝后又與駱駝體內(nèi)病毒重組并流行起來(lái)。由于中東地區(qū)人們與駱駝接觸較多,病毒持續(xù)由駱駝傳給人類(lèi),導(dǎo)致MERS一直沒(méi)有消失[1, 4, 5]。


人類(lèi)冠狀病毒的動(dòng)物來(lái)源丨參考文獻(xiàn)[1]


尋找2019新型冠狀病毒的動(dòng)物宿主


所有已知冠狀病毒都源于動(dòng)物,2019新型冠狀病毒出現(xiàn)后,鐘南山院士表示病毒來(lái)源很可能是野生動(dòng)物,具體種類(lèi)還不清楚。

 

分析宿主動(dòng)物種類(lèi)時(shí),之前的溯源過(guò)程派上了用場(chǎng)。因?yàn)樵趯ふ抑皟煞N冠狀病毒動(dòng)物宿主時(shí),不經(jīng)意間在多種動(dòng)物體內(nèi)新發(fā)現(xiàn)了很多種病毒。這些積累下來(lái)的病毒基因信息,利于現(xiàn)在迅速將新病毒與已知?jiǎng)游锊《净蜻M(jìn)行對(duì)比,根據(jù)相似程度尋找動(dòng)物來(lái)源。

 

2019新型冠狀病毒基因組序列公布后僅10天,就有研究者通過(guò)進(jìn)化特點(diǎn)找到一種與之相近的果蝠冠狀病毒Bat CoV HKU9-1[6]。之后,不同團(tuán)隊(duì)利用不同分析方式(基因密碼子偏好性及病毒感染模式)提出,蛇和水貂也可能是動(dòng)物宿主[7, 8]。鑒于之前所有冠狀病毒只感染哺乳動(dòng)物及鳥(niǎo)類(lèi),部分科學(xué)家認(rèn)為沒(méi)有證據(jù)支持蛇是動(dòng)物宿主[9]。

 

最新幾項(xiàng)研究認(rèn)為這次新出現(xiàn)的冠狀病毒還是來(lái)自蝙蝠。基因檢測(cè)顯示,2019新型冠狀病毒與云南發(fā)現(xiàn)的中華菊頭蝠攜帶的病毒(Bat CoV RaTG13)全基因水平一致性高達(dá)96%,與浙江省舟山中華菊頭蝠攜帶病毒(bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21)一致性近90%[10-13]。

 

但由蝙蝠傳至人類(lèi)的過(guò)程仍有很多未知因素。蝙蝠直接傳染人,還是與SARS和MERS相似,蝙蝠先傳染某種華南海鮮市場(chǎng)的動(dòng)物,再由這種動(dòng)物將病毒傳遞給人?這些都等待著進(jìn)一步的研究來(lái)揭曉[13]。


新型冠狀病毒可能來(lái)自蝙蝠丨參考文獻(xiàn)[13]


隨著人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域擴(kuò)大,野生動(dòng)物攜帶的病毒感染人可能成為今后疾病的趨勢(shì)。在新病毒來(lái)襲前主動(dòng)了解動(dòng)物病毒是預(yù)防的一方面,避免感染最有效的方式是減少對(duì)野生動(dòng)物棲息地的侵?jǐn)_,杜絕野生動(dòng)物交易[1, 3]。


參考文獻(xiàn)

[1] Cui J, Li F, Shi ZL. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol. 2019;17(3):181-192.

[2] 張衡,李康生 . SARS-CoV自然宿主研究進(jìn)展. 國(guó)際病毒學(xué)雜志. 2006;13(3):75-78.

[3] Ge XY, Li JL, Yang XL, et al. Isolation and characterization of a bat SARS-like coronavirus that uses the ACE2 receptor. Nature. 2013;503(7477):535-538.

[4] Widagdo W, Sooksawasdi Na Ayudhya S, Hundie GB, et al. Host Determinants of MERS-CoV Transmission and Pathogenesis. Viruses. 2019;11(3).

[5] Mohd HA, Al-Tawfiq JA, Memish ZA. Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV) origin and animal reservoir. Virol J. 2016;13:87.

[6] Xu X, Chen P, Wang J, et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission. Sci China Life Sci. 2020.01.21.

[7] Qian Guo, Mo Li, Chunhui Wang, et al. Host and infectivity prediction of Wuhan 2019 novel coronavirus using deep learning algorithm. BioRxiv. 2020.01.24.

[8] Ji W, Wang W, Zhao X, et al. Homologous recombination within the spike glycoprotein of the newly identified coronavirus may boost cross-species transmission from snake to human. J Med Virol. 2020.01.22.

[9] https://www.nature.com/articles/d41586-020-00180-8

[10] Peng Zhou, Xing-Lou Yang, Xian-Guang Wang, et al. Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in 3 humans and its potential bat origin. BioRxiv. 2020.01.23.

[11] Domenico Benvenuto, Marta Giovannetti, Alessandra Ciccozzi, et al. The 2019-new coronavirus epidemic: evidence for virus evolution. BioRxiv. 2020.01.24.

[12] Chan JF, Yuan S, Kok KH, et al. A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster. Lancet. 2020. 01.24.

[13] Roujian Lu, Xiang Zhao, Juan Li, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020.01.29.


作者:代天醫(yī)

編輯:odette


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蝙蝠還是蛇,新型冠狀病毒到底從哪來(lái)?

圖文簡(jiǎn)介

尋找傳播病毒的動(dòng)物意義重大,過(guò)程有時(shí)漫長(zhǎng)曲折

  • 來(lái)源: 果殼
  • 上傳時(shí)間:2020-02-03