武漢新病毒的科研進展
文章來源: 賭城看客2020-01-21 19:43:04

2019年12月22日湖北武漢發現一例新型肺炎患者,後被第三方檢驗為疑似SARS樣新病毒感染。

2019年12月24日中國醫科院病原生物學研究所拿到帶有新病毒的采樣,開始做RNA的測序。其他科研機構陸續加入研究行列。

2020年1月5日中國疾控中心在美國國家生物技術信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)網站上發布了由複旦大學的上海公共衛生臨床中心和生物醫學研究院研究員張永振等人發表的“Wuhan-Hu-1完整基因序列”第一版,於1月14日升級到第二版,1月17日升級到第3版。詳見:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/1798172431。

這個網站非常好,當你點擊“Run BLAST”時,網站會自動比較你選擇的分子序列與庫裏已有的序列進行比較,並告訴你匹配的程度。例如用武漢新病毒代碼MN908947.3比較時可以得到:

可見新病毒與表中前兩行“蝙蝠SARS樣病毒”的相似度為89.12%和88.65%,與其餘的SARS病毒的相似度為82.34%-82.32%。點擊這兩行,可知這是由南京軍區軍事醫學研究所上傳的對蝙蝠體內SARS樣病毒排序的數據。

南京軍醫所在2015年至2017年之間,在中國舟山地區四次共捕捉了334頭蝙蝠,其中89隻帶冠狀病毒。他們對其作了基因測序,並由胡丹將基因序列數據上傳到美國國家生物技術信息中心(NCBI)網站上。

過去的這幾天,許多媒體上的文章都在引用複旦大學的武漢新病毒基因序列與兩年前兩種舟山SARS樣病毒基因序列做比較。南京軍醫所論文發表在2018年9月的《自然-新微生物與傳染》子刊上。

SARS病毒具有與幾個先前已知的冠狀病毒組相同的結構蛋白:刺突糖蛋白(spike glycoprotein,S),膜蛋白(membrane protein,M),包膜蛋白(envelope protein,E)和核衣殼蛋白(nucleocapsid protein,N)。S 刺突糖蛋白具有兩個功能域:S1和S2。S1相掛鉤一樣與人體細胞上的受體(ACE2)結合,S2是促進病毒和細胞膜融合的跨膜亞基。

今天我比較新病毒2019-nCoV(MN908947.3)和SARS病毒(AVP78042.1)的S2序列,結論是兩者很相似,例如:


N34: ALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDILSRLDKVEAEV
N34: ALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDILSRLDKVEAEV

N37: ALGKLQDVVNQNAQALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDI
N37: ALGKLQDVVNQNAQALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDI

C44: DISGINASVVNIQKEIDRLNEVAKNLNESLIDLQELGKYEQYIK
C44: DISGINASVVNIQKEIDRLNEVARNLNESLIDLQELGKYEHYIK

另外還可以看出,武漢新病毒含有ORF1ab、ORF3a、ORF6、ORF7a、ORF8、ORF10等SARS中有的基因片段。難怪用IgM抗體SARS病毒檢測試劑盒成陽性。

除了複旦大學發表在美國的網站外,還有15個病毒RNA序列已上傳到德國的gisaid.org網站上,供專業人員下載。其中包括浙江疾控中心2例、中科院武漢病毒所5例、中國疾控中心病毒所3例、北京協和醫學院5例。此外還有泰國2例、日本1例。見下表:

每個數據包括性別、年齡、采樣時間和地點、測試方法、測試實驗室名稱和參與者,最重要的是RNA序列-FASTA數據。如果你下載,你就可以用軟件研究它們。

下圖是根據下載的數據用軟件重建的冠狀病毒外麵的3D刺突糖蛋白示意圖(選自GISAID網站,By BII, A*STAR Singapore)。可見武漢新病毒與6ACC型SARS的刺突略有不同,平均菌株同一性為76.6%;盡管與SARS-CoV有關,但新發現的BetaCoV在關鍵表麵表位和受體結合結構域上有很大不同;SARS-CoV候選疫苗預計不會產生針對該病毒的交叉反應性免疫反應。

今天(2020年1月21日)中科院上海巴斯德研究所郝沛研究員、軍事醫學研究院國家應急防控藥物工程技術研究中心鍾武研究員和中科院分子植物卓越中心合成生物學重點實驗室李軒研究員等人,在《中國科學:生命科學》(SCIENCE CHINA Life Sciences)英文版,在線發表了題為“武漢爆發的新型冠狀病毒的進化及其對人類傳播風險的刺突蛋白的建模(Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission”的論文。

詳見:http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCLS/doi/10.1007/s11427-020-1637-5?slug=fulltext

論文的作者通過對武漢新型冠狀病毒基因組與2002年“非典”SARS病毒、“中東呼吸綜合征”MERS病毒進行了全基因組比對,發現平均分別有約70%和約40%的序列相似性。其中不同冠狀病毒與宿主細胞作用的關鍵spike基因(也叫S-蛋白/基因)有更大的差異性。

文章說雖然武漢冠狀病毒S-蛋白中與ACE2蛋白結合的5個關鍵氨基酸有4個發生了變化,但變化後的氨基酸,卻整體性上非常完美的維持了SARS病毒S-蛋白與ACE2蛋白互作的原結構構象。

由此可見武漢新病毒與SARS病毒很相近,傳播機理也相似,傳播能力正在評估當中。