思考

首页 - 全部文章 - 思考 - 管轶教授发布最新研究成果,揭示穿山甲冠状病毒基因组序列

管轶教授发布最新研究成果,揭示穿山甲冠状病毒基因组序列

自新冠病毒引起的COVID-19疫情肺炎爆发以来,举国战疫。2020年1月30日,武汉封城一周之际,国际病毒学专业网站Virological.org上关于此次疫情的讨论中,美国贝勒医学院的博士研究生Matthew C. Wong第一次提到了穿山甲病毒序列[1]。

图1. Matthew C. Wong在Virological.org上发起的讨论,题为“2019新冠病毒刺突蛋白受体结合区域与穿山甲病毒宏基因组数据中的氨基酸高度相似”。

此前,武汉病毒研究所石正丽研究组曾发表论文,将人类冠状病毒与蝙蝠冠状病毒的序列对比,发现在受体结合区域的5个关键氨基酸位置有4个不同。早在2019年,广东生物资源应用研究所陈金平等研究过海关查获的走私马来穿山甲,对其体内发现的冠状病毒进行了高通量测序。以上两项研究给Matthew提供了重要的切入点。在拼装出86%的穿山甲冠状病毒序列之后,Matthew团队研究发现,该病毒在那5个关键氨基酸处与人类2019新冠病毒竟然完全相同,由此推断穿山甲冠状病毒与蝙蝠冠状病毒发生了重组。

图2.穿山甲冠状病毒(Pangolin-Cov)与人类2019新冠病毒(nCoV-2019)共享5个关键氨基酸,而与人类病毒最接近的云南菊头蝠冠状病毒(RaTG13-Cov)只有其中1个。来源:Matthew C. Wang等文章预印本。

2020年2月7日,Matthew及其合作者将研究论文提交到预印本网站[2]。几乎与此同时,华南农业大学等单位在广州召开发布会,公布了穿山甲可能是潜在中间宿主,并提到病毒序列相似度为99%。一时业内热议纷纷,希望能尽早看到详细报告和数据。随后,斯坦福大学研究人员另辟蹊径,直接用人类病毒基因组去掉公用数据库短读序列,结果也发现了与陈金平文章中的穿山甲冠状病毒序列数据最为相似[3]。

自2月17日起,马来穿山甲冠状病毒测序的结果终于在GISAID网站上陆续公布[4]。其中,华南农业大学提交一条2019年采自广东的样本全基因组序列,军事医学科学院微生物流行病研究所提交了7条序列,包括2017年来自广西的5份样本的全基因组,以及1份广西样本92%完成度和1份2019年广东样本72%完成度的基因组序列。以上两家单位的广东序列完成部分达到100%匹配,可能来自同一个体。广西序列间匹配度为99.8~99.9%,低于人类间毒株相似程度。

图3. 已公布的8条穿山甲冠状病毒基因组的信息。

我们最关心的,当然是这些序列与人类冠状病毒的对比。如果超过了蝙蝠与人冠状病毒96%的匹配度,那么穿山甲作为中间宿主几乎是板上钉钉的事。很可惜,广东样本序列只有不到91%匹配,广西样本序列仅为86%左右。广东和广西样本序列之间的匹配也只有约86%[5]。

图4. 来自广东样本(上)和广西样本(下,仅列一例)的穿山甲冠状病毒基因组与人类病毒的匹配分别为90.51%和85.99%。

值得注意的是,在与受体结合的5个关键氨基酸处,广东穿山甲冠状病毒序列与贝勒医学院的发现完全吻合。据广州日报的报道,华南农业大学参与过抢救陈金平文章中提及的穿山甲[6]。此外,陈金平文章的共同作者之一广州动物园陈武高级兽医师,也与华南农业大学有相关合作。因此,来自广东的穿山甲冠状病毒序列可能就出自陈金平等的研究对象,尽管与贝勒医学院拼接的序列匹配度不到99%。贝勒医学院文章依据保守氨基酸的差异核酸编码推测,穿山甲体冠状内病毒表型受到较强的负选择压力,但是来自广西的穿山甲冠状病毒序列中5个关键氨基酸有3个发生了变化,又为这种推测划上了一个问号。

图5. 来自广东2019年样本(上)的穿山甲冠状病毒的5个 关键氨基酸(绿框处)与人类病毒相同,而广西2017年样本(下,仅列一例)则有3处不同。

今日,香港大学病原微生物学家管轶研究组与和广西医科大学胡艳玲教授合作的论文预印本面世,阐述了以上穿山甲样本的来源和所做的进一步研究。根据此次发现穿山甲冠状病毒的多个谱系及其与新冠病毒的相似性表明,穿山甲应被视为此次新冠病毒的可能中间宿主[7]。在对受体结合部位5个关键氨基酸的认定上,研究人员根据明尼苏达大学Yushun Wan等的结构分析替换了其中的一个位置,广东穿山甲冠状病毒序列仍然全部吻合,广西穿山甲冠状病毒序列有4处不符,因而基本不影响上文所述结论。此外,管轶研究组还提出了比贝勒医学院的研究更为精细的重组模型。同时,文章中提到,现在观察到的序列匹配也可能是独立正向选择的结果,还不能明确穿山甲和人之间的流行病学关系。

图6. 管轶等通过各物种间冠状病毒比较构建的基因组重组模型。

那么广东穿山甲冠状病毒序列里比蝙蝠更接近人类冠状病毒的关键片段,到底从何而来?这个未知的来源是否才是我们苦苦追寻的中间宿主呢?相信随着研究的不断深入,基因测序等先进的生命科学技术将帮助科学家找到答案,最终战胜病毒,并揭穿喧嚣荒谬的阴谋论。

参考资料:

1.http://virological.org/t/ncov-2019-spike-protein-receptor-binding-domain-shares-high-amino-acid-identity-with-a-coronavirus-recovered-from-a-pangolin-viral-metagenomic-dataset/

2. Wong MC, Javornik Cregeen SJ, Ajami NJ, Petrosino JF. Evidence of recombination in coronaviruses implicating pangolin origins of nCoV-2019. bioRxiv. doi:10.1101/2020.02.07.939207 (2020).

3. Lamia Wahba, Nimit Jain, Andrew Z. Fire, Massa J. Shoura, Karen L. Artiles, Matthew J. McCoy, Dae-Eun Jeong. Identification of a Pangolin Niche for a 2019-nCoV-like Coronavirus via an Extensive Meta-metagenomic Search. bioRxiv. doi:10.1101/2020.02.08.939660 (2020)

4. Yongyi Shen, Lihua Xiao, Wu Chen, Wu-Chun Cao, Tommy Tsan-Yuk Lam, Na Jia, Ya-Wei Zhang, Jia-Fu Jiang, Bao-Gui Jiang. https://platform.gisaid.org/epi3/frontend#277716

5. NCBI BLAST http://blast.ncbi.nlm.nih.gov

6. 广州日报 2019-4-19 深度报道https://kknews.cc/society/l9rgv8b.html

7. Tommy Tsan-Yuk Lam, Marcus Ho-Hin Shum, Hua-Chen Zhu, Yi-Gang Tong, Xue-4Bing Ni, Yun-Shi Liao, Wei Wei, William Yiu-ManCheung, Wen-Juan Li, Lian-Feng Li, Gabriel M Leung, Edward C. Holmes, Yan-Ling Hu, Yi Guan. Identificationof 2019-nCoV related coronavirusesin Malayan pangolinsin 1southern China. bioRxiv. doi:10.1101/2020.02.13.945485 (2020)

(1)

本文由 测序中国 作者:白云 发表,转载请注明来源!

热评文章