東南亞洞穴中發(fā)現(xiàn)可感染人類細(xì)胞的蝙蝠冠狀病毒
新的發(fā)現(xiàn)“為新冠病毒自然起源提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，說明自然界蝙蝠等野生動(dòng)物可能攜帶更多的類似病毒。” | 圖源：pixabay.com
巴斯德研究所和老撾國立大學(xué)合作的一項(xiàng)研究認(rèn)為，可以感染人類的冠狀病毒很可能在東南亞蝙蝠中廣泛傳播，證據(jù)是在老撾新發(fā)現(xiàn)的、與新冠病毒高度相似的三種蝙蝠冠狀病毒。
自2019年疫情暴發(fā)以來，新冠病毒的起源始終受到科學(xué)界和大眾的廣泛關(guān)注 [1]。追溯新冠病毒起源的主流研究方法，是尋找野生動(dòng)物攜帶的、與新冠病毒序列相似的冠狀病毒。目前的報(bào)道中，與新冠病毒全基因組序列最為相似的冠狀病毒，是從中菊頭蝠（Rhinolophus affinis）中檢測到的RaTG13 [2, 3]，它與新冠病毒的進(jìn)化分歧發(fā)生在50多年前 [4]。
科學(xué)家們普遍認(rèn)為，決定冠狀病毒宿主范圍的關(guān)鍵是刺突蛋白，特別是其受體結(jié)合域。
根據(jù)現(xiàn)有的研究，蝙蝠冠狀病毒RaTG13的刺突蛋白結(jié)合人類受體的效率較低，病毒感染人類細(xì)胞的能力非常有限 [5]。而穿山甲冠狀病毒的受體結(jié)合域序列與新冠病毒更為接近 [6, 7]，具備感染人類細(xì)胞的能力 [8]。
因此，科學(xué)家們一度判斷，新冠病毒可能通過蝙蝠冠狀病毒與穿山甲冠狀病毒在受體結(jié)合域發(fā)生重組產(chǎn)生，穿山甲或許是新冠病毒從蝙蝠傳染到人的中間宿主。
法國巴斯德研究所、老撾巴斯德研究所和老撾國立大學(xué)的科研人員認(rèn)為，如果新冠病毒由蝙蝠直接 “溢出” 傳染到人，應(yīng)當(dāng)可以在野生蝙蝠中檢測到與新冠病毒受體結(jié)合域序列相近的冠狀病毒。
為了檢驗(yàn)這個(gè)假說，他們在老撾北部巖溶（喀斯特）地貌的洞穴中搜集了1551份蝙蝠血液、唾液、肛拭子/糞便和尿液樣本，并進(jìn)行了冠狀病毒基因組序列分析 [9]。2021年9月17日，他們將研究結(jié)果上傳到《自然》雜志社的預(yù)印本平臺(tái)（尚未經(jīng)過同行評議）。
在搜集到的樣本中，研究人員發(fā)現(xiàn)了三種蝙蝠冠狀病毒（BANAL-52，BANAL-103和BANAL-236）與新冠病毒序列高度相似。其中，BANAL-52在所有已報(bào)道的冠狀病毒中，與新冠病毒的親緣關(guān)系僅次于RaTG13（圖A）。
“這篇文章中發(fā)現(xiàn)的病毒是迄今為止發(fā)現(xiàn)的新冠病毒最接近的祖先，為新冠病毒自然起源提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，說明自然界蝙蝠等野生動(dòng)物可能攜帶更多的類似病毒?！?在接受《知識(shí)分子》采訪時(shí)，中國科學(xué)院武漢病毒研究所研究員石正麗說。
特別值得注意的是，在刺突蛋白的受體結(jié)合域與人類受體接觸的17個(gè)氨基酸中，BANAL-52和BANAL-103有16個(gè)氨基酸與新冠病毒相同（圖B）。與之形成鮮明對比，RaTG13與新冠病毒僅有11個(gè)氨基酸相同。
研究發(fā)現(xiàn)，與之前被廣泛報(bào)道的蝙蝠冠狀病毒RaTG13不同，此次新發(fā)現(xiàn)的蝙蝠冠狀病毒的刺突蛋白可以與人類細(xì)胞受體結(jié)合，可以介導(dǎo)病毒感染人類細(xì)胞，并且可以被人類血清中的新冠病毒抗體中和。
香港大學(xué)李嘉誠醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)學(xué)院教授金冬雁則認(rèn)為，該發(fā)現(xiàn)“基本上都是已知或意料之中”，在全基因組層面，新發(fā)現(xiàn)的三種蝙蝠病毒并沒有顯示出比RaTG13更接近新冠病毒。
新冠病毒及其相關(guān)病毒的進(jìn)化樹。（A）基于全基因組（B）基于包含刺突蛋白受體結(jié)合域的序列 | 圖源：文獻(xiàn)[9]
該研究發(fā)現(xiàn)，同一洞穴內(nèi)不同蝙蝠物種攜帶的冠狀病毒序列高度相似，表明冠狀病毒能夠在同一洞穴的多個(gè)蝙蝠物種間互相傳播，為不同來源的蝙蝠冠狀病毒發(fā)生重組提供了條件。因此，新冠病毒可能是通過來源于多個(gè)蝙蝠物種的冠狀病毒重組產(chǎn)生的。
對此，汕頭大學(xué)·香港大學(xué)聯(lián)合病毒學(xué)研究所/粵港新發(fā)傳染病聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室副所長朱華晨解釋說，蝙蝠就像一個(gè)大水庫一樣，貯存了大量具有高度遺傳多樣性的冠狀病毒，目前已經(jīng)知道大多數(shù)哺乳動(dòng)物的冠狀病毒都可以在蝙蝠中找到與之具有遺傳關(guān)聯(lián)的冠狀病毒，這些病毒之間有時(shí)會(huì)發(fā)生各種重組，進(jìn)而產(chǎn)生一些新的變種。
相較于穿山甲冠狀病毒，該研究新發(fā)現(xiàn)的蝙蝠冠狀病毒的受體結(jié)合域序列與新冠病毒更為相似。與支持穿山甲作為中間宿主、參與新冠病毒起源的研究不同，該研究支持冠狀病毒可以從蝙蝠宿主直接 “溢出” 傳染人類。這一結(jié)論也與近期基于突變特征的新冠病毒溯源結(jié)果一致 [10,11]。
如果冠狀病毒從蝙蝠直接 “溢出”，那么，它又是如何傳染到人的呢？研究者認(rèn)為，在洞穴內(nèi)或附近修行的僧侶、進(jìn)入洞穴觀光的游客，或者在洞穴中工作的相關(guān)從業(yè)者，都有可能直接暴露于蝙蝠冠狀病毒。
此外，該研究還拓展了冠狀病毒在不同國家和地區(qū)自然分布的認(rèn)識(shí)。朱華晨說，此前，在中國云南、浙江，還有日本、柬埔寨、泰國等地的菊頭蝠中，都曾發(fā)現(xiàn)過冠狀病毒。此研究告訴我們，在老撾北部的蝙蝠群中，同樣存在這一類型的病毒?！?strong>也許，在中南半島的石灰?guī)r溶洞系統(tǒng)中、在跨越湄公河兩岸的幾個(gè)國家里，甚至在其他還沒有被留意到的國家和地區(qū)，可能都有這類病毒在野外活動(dòng)的痕跡。”
新冠病毒的刺突蛋白存在弗林蛋白酶切割位點(diǎn)，可以提高病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的效率。該研究在新采集到的蝙蝠病毒樣本中未發(fā)現(xiàn)弗林蛋白酶切割位點(diǎn)，研究者解讀為目前采集的蝙蝠冠狀病毒樣本量仍然不足。
金冬雁也指出，該研究還有待完善，很多具體數(shù)據(jù)都沒給出來，比如，新發(fā)現(xiàn)的病毒與RaTG13的同源性比較、受體結(jié)合域的同源性比較等等。
在接受采訪時(shí)，悉尼大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家和病毒學(xué)家 Eddie Holmes 教授指出，“研究為新冠病毒的自然起源增加了令人信服的證據(jù)支持，強(qiáng)調(diào)了具備感染人類能力的冠狀病毒在自然界中廣泛存在”［12]。金冬雁則認(rèn)為，“就病毒溯源而言，在動(dòng)物中找到與新冠接近相同的病毒并排除來自人類，才算是真正找到新冠病毒的源頭”。
未來，科研人員需要對蝙蝠洞穴周邊人群開展調(diào)研，評估是否感染過蝙蝠冠狀病毒，是否產(chǎn)生了冠狀病毒相關(guān)抗體。朱華晨提醒說，冠狀病毒具有天然的跨物種傳播能力，它們所引起的感染事件，不是偶然的一次性事件；至少在菊頭蝠屬中，它的感染和流行，是可以反復(fù)出現(xiàn)的“自然事件”?！斑@提醒我們注意，自然界中還會(huì)不會(huì)有更多其他的物種，也能像菊頭蝠和穿山甲一樣，自然帶毒，且還沒有被發(fā)現(xiàn)？”
“這些結(jié)果將為后續(xù)的新冠病毒溯源提供方向，凸顯了針對野生動(dòng)物攜帶病毒的前瞻性研究以及跨種感染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的重要性?！?石正麗說。
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