新冠病毒的包裝方式可能跟HIV病毒一樣，發現新的變異可能增強傳播能力
2019年12月，武漢發生了新型冠狀病毒引起的肺炎疫情。基於基因組信息，溯源分析的結果支持這一新型冠狀病毒源自中華菊頭蝠，但與SARS冠狀病毒有較大差異，這一結果與兩者臨床症狀差異一致。基因組分析表明，該新型冠狀病毒屬於β冠狀病毒。
前期研究還發現了β冠狀病毒存在大量的可變翻譯，並從分子水平揭示了該病毒變異快、多樣性高的特點。
近日，南開大學高山、阮吉壽等在中國預印本ChinaXiv發表題為：《武漢2019冠狀病毒S蛋白可能存在Furin蛋白酶切位點》的論文。
該論文在國際上首次報道此次新冠病毒的一個重要變異，這個變異引入了一個可供Furin蛋白酶切的位點，是此前所有發現的SARS和SARS樣（SARS-like）冠狀病毒所不具備的。這種變異有可能增強了新冠病毒的傳播能力。
本研究的主要結論：
（1）新型冠狀病毒S蛋白可能存在Furin 蛋白酶切位點，其包裝機製有可能與鼠肝炎冠狀病毒、HIV、埃博拉病毒等的包裝機製相同，而不同於SARS 等其它大部分β冠狀病毒；
（2）由於包裝機製的改變，新型冠狀病毒S蛋白獲得了更高的侵染細胞的效率，這可能是其傳播能力大於SARS 冠狀病毒的一個原因；
（3）一些禽流感病毒也可以通過突變獲得一個Furin 蛋白酶切位點，以提高其侵染細胞的效率。
已知的多種RNA病毒感染入侵的第一步是通過病毒的膜融合蛋白與靶細胞結合。其中，SARS冠狀病毒S蛋白（Spike protein）、HIV包膜糖蛋白（Envelope glycoprotein, Env）、流感病毒的血凝素（Hemagglutinin，HA）和埃博拉病毒的糖蛋白（Glycoprotein，GP）等為I類膜融合蛋白。
HIV病毒與SARS冠狀病毒都是包膜病毒，都可以通過膜融合途徑進入細胞。兩種病毒侵染時都需要融合蛋白被細胞蛋白酶切割，得到一個受體結合結構域，一個膜融合結構域和一段交界區（Junctional region）。
兩種病毒不同之處在於：HIV病毒的gp160在細胞內包裝過程中被Furin蛋白酶切割，分泌出的病毒顆粒表麵的gp120（負責與受體結合）和gp41（負責膜融合）是分開的兩個亞基；而SARS冠狀病毒S1與S2之間的交界區沒有Furin蛋白酶切位點（cleavage site），所以分泌出的病毒顆粒表麵的S蛋白（Spike Protein）中的S1（負責與受體結合）和S2（負責膜融合）仍是融合狀態。
HIV病毒結構
SARS冠狀病毒通過兩種方式侵染宿主細胞，一種是病毒在侵染時，S蛋白被細胞表麵其它蛋白酶（如胰蛋白酶Trypsin）切割成為S1和S2兩個亞基，進而直接與宿主細胞膜融合侵入胞內；另一種則是通過胞吞途徑進入宿主細胞，而後S蛋白被溶酶體內的組織蛋白酶切割然後再通過膜融合侵染。研究顯示前一種方式的侵染效率是後者的約100到1000倍。
有關SARS冠狀病毒感染入侵過程中的很多機製尚不清楚，因此阻礙了藥物、疫苗和抗體開發等應用。基於大量基因組數據的研究，特別是針對S蛋白區域的變異研究，不僅可以深入了解BB冠狀病毒的感染機製，而且有助於揭示新型冠狀病毒感染的特點，為病毒防控以及治療奠定基礎。
本研究在前期工作基礎上，無意間發現了新冠病毒基因組可能存在Furin蛋白酶切位點。
這一發現暗示了新冠病毒可能在感染途徑上與SARS冠狀病毒有較大差異，該病毒可能采用了鼠肝炎冠狀病毒、HIV、埃博拉病毒和一些禽流感病毒的包裝機製。
這個發現，為當前新冠病毒感染的治療提供理論支持。已有的大量相關病毒（例如HIV）治療藥物都可以考慮以“老藥新用”的方式進行組合，與免疫抑製劑等藥物聯合用藥，以提高治療效果或降低免疫抑製劑副作用。
本研究的思路和方法對研究病毒變異，以及藥物、抗體和疫苗的開發等依然有指導意義。如果Furin蛋白酶切位點及相關機製預測正確，意味著現有的大量抗病毒藥物（特別是Furin蛋白酶抑製劑）可以利用，實現老藥新用。
