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武漢新病毒的科研進展

(2020-01-21 19:43:04) 下一個

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。

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閱讀 ()評論 (21)
評論
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'cowwoman' 的評論 : 謝謝來訪。謝謝誇獎。
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'Justness' 的評論 : 謝謝來訪。
昨天下午我去看了你提到的北大等單位關於蛇可能是中間宿主的論文(10.1002/jmv.25682),確實很有趣。立題想法是對的:“誰吃了蝙蝠帶上病毒又與人有接觸”。隻是不知道武漢的那個市場裏是不是賣那兩種蛇,是否已取樣。
同一期的另外兩篇也挺好:“中國武漢市病因不明的肺炎暴發:神秘與奇跡”(/jmv.25678),“在人類中檢測呼吸道病毒感染的最新進展”(/jmv.25674)。
不過該期刊是小開本,表格的排版很難閱讀。
Justness 回複 悄悄話 治療腦神經外科的一個病人時,一名醫生、13名護士被感染了。
cowwoman 回複 悄悄話 回複 '魯迅九' 的評論 : 現在大家看法一致了!好文章!
魯迅九 回複 悄悄話 【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。】

這個結論我認同,但是,武漢的病毒和sars 病毒可能是變異後的兩個病毒,也可能是sars 病毒與其它病毒基因重組後的產物。
魯迅九 回複 悄悄話 回複 '賭城看客' 的評論 : 不能吻合的部分,就要從已知病毒基因組中,看看有無基因交叉重組的解釋。如果得不到解釋,即使是96%相符率,仍不說兩者是同一種東西。
賭城看客 回複 悄悄話 回複 '魯迅九' 的評論 : 謝謝魯先生來訪。
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'Quarx' 的評論 : 謝謝誇獎。估計魯先生忘了"Percent Identity"的定義。
Quarx 回複 悄悄話 感謝樓主科普好文! 樓下"魯迅九", 病毒基因序列對比是基因研究很基礎,很有意義的一步,對藥物研發,病毒感染機理很重要的一步。
魯迅九 回複 悄悄話 SARS病毒是新物種。
魯迅九 回複 悄悄話 【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%。】

回複:這種對比結果毫無說明意義。人和大猩猩之間也有很多相似度,難道.....?
賭城看客 回複 悄悄話 非常感謝大家的留言。
“重大事件往往對應著重大機遇”,“SARS重返”的一個月以來很多人在忙碌著:基因排序、用相應的軟件對排序的數據進行分析評估、研發試劑盒、篩選可能的化合物、研製快速體溫監測設備,也包括對疫苗的預研。但西方的經驗是一個疫苗的研發可能要10年以上,耗資20億RMB以上。可能“中國製造”回好一些。但也與病毒變異速度、傳播速度、患者人數、監管機構的態度等等因素有關。另外,SARS是與季節強相關傳染病:2002年11月16日廣東佛山出現第一例,到2003年7月13日美國出現最後一例(疑似)。同樣,武漢新病毒的流行趨勢應該與2003年的SARS相似。
從本文中泰國的兩個病例看,1月8日(61歲)和1月14日(74歲)采樣確診並排序,兩周後均已出院。可能新病毒的“毒性稍差”。
FollowNature 回複 悄悄話 你這個就是典型的造謠, 是要被請去喝茶的.

ytwadk 發表評論於 2020-01-22 04:48:35
軍方研究病毒的主要目的就是用於戰爭,消滅敵人,從舟山蝙蝠身上獲得病毒後,軍方就要研製如何用於人類,這就是軍事醫學研究所的使命之一,所以基本可以肯定武漢的病毒與南京軍區醫學研究所有著很大的牽連。
FollowNature 回複 悄悄話 這個病毒突變幾次, 就”自然“消失啦。 不知到原因, 政府自然就不花錢研發疫苗啦。 百度上有一篇首都醫科大學付校長的評論, 就是關於為什麽企業政府不花錢在這上麵。

BeijingGirl1 發表評論於 2020-01-22 07:01:04
SARA 後來是怎麽控製住的? 又疫苗嗎?
FollowNature 回複 悄悄話 在蛋白質水平上, 95% 的相同。 就是SARS。
BeijingGirl1 回複 悄悄話 SARA 後來是怎麽控製住的? 又疫苗嗎?
Quarx 回複 悄悄話 樓下"夢筆生花-96", 知道序列當然有助於研究疫苗等藥品。 DNA??RNA?? 蛋白質,這個機製順序知道吧,這個是生物基本原則,所以RNA等序列出來了,就有研究蛋白結構,細胞受體研究的。
ytwadk 回複 悄悄話 軍方研究病毒的主要目的就是用於戰爭,消滅敵人,從舟山蝙蝠身上獲得病毒後,軍方就要研製如何用於人類,這就是軍事醫學研究所的使命之一,所以基本可以肯定武漢的病毒與南京軍區醫學研究所有著很大的牽連。

另外YouTube上有個叫艾躍進的軍人,他是南京大學教授,他曾經公開說2003年的SARS是美國人專門針對中國人研製出的病毒,擴散到中國,而且說他們有確鑿的證據。

南京軍區,南京大學軍人教授,軍隊針對人的病毒,要想培養人體病毒,還得需要把病毒放到人身體讓病毒變異,然後再從人體取出,軍隊要強達到這個目的,需要大批人群來當小白鼠。

沒有媒體的透明,政府官員隻為上,不為民,研究人員金錢至上,毫無道德底線,這次就闖出了大禍,到了改朝換代的時候了。
夢筆生花-96 回複 悄悄話 雖然不懂生物,但匹配原理還是理解的,有科學依據。問一下:知道了序列有助於研製疫苗嗎?或者,當年薩斯得到控製之後,有沒有研製和大規模生產疫苗?也就是說,對付這種病毒,可以用疫苗嗎還是不行,例如美國的flu shots?
賭城看客 回複 悄悄話 是,國外的學術博客都將其歸類到SARS樣病毒。國內的科研機構可能也比較慎重,樣品在12月30日就已拿到,大概反複確認後才通過不同的渠道向上報告。
Fanreninus 回複 悄悄話 好文!態勢也越來越像SARS了。
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