武汉新病毒的科研进展
文章来源: 赌城看客2020-01-21 19:43:04

2019年12月22日湖北武汉发现一例新型肺炎患者,后被第三方检验为疑似SARS样新病毒感染。

2019年12月24日中国医科院病原生物学研究所拿到带有新病毒的采样,开始做RNA的测序。其他科研机构陆续加入研究行列。

2020年1月5日中国疾控中心在美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)网站上发布了由复旦大学的上海公共卫生临床中心和生物医学研究院研究员张永振等人发表的“Wuhan-Hu-1完整基因序列”第一版,于1月14日升级到第二版,1月17日升级到第3版。详见:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/1798172431。

这个网站非常好,当你点击“Run BLAST”时,网站会自动比较你选择的分子序列与库里已有的序列进行比较,并告诉你匹配的程度。例如用武汉新病毒代码MN908947.3比较时可以得到:

可见新病毒与表中前两行“蝙蝠SARS样病毒”的相似度为89.12%和88.65%,与其余的SARS病毒的相似度为82.34%-82.32%。点击这两行,可知这是由南京军区军事医学研究所上传的对蝙蝠体内SARS样病毒排序的数据。

南京军医所在2015年至2017年之间,在中国舟山地区四次共捕捉了334头蝙蝠,其中89只带冠状病毒。他们对其作了基因测序,并由胡丹将基因序列数据上传到美国国家生物技术信息中心(NCBI)网站上。

过去的这几天,许多媒体上的文章都在引用复旦大学的武汉新病毒基因序列与两年前两种舟山SARS样病毒基因序列做比较。南京军医所论文发表在2018年9月的《自然-新微生物与传染》子刊上。

SARS病毒具有与几个先前已知的冠状病毒组相同的结构蛋白:刺突糖蛋白(spike glycoprotein,S),膜蛋白(membrane protein,M),包膜蛋白(envelope protein,E)和核衣壳蛋白(nucleocapsid protein,N)。S 刺突糖蛋白具有两个功能域:S1和S2。S1相挂钩一样与人体细胞上的受体(ACE2)结合,S2是促进病毒和细胞膜融合的跨膜亚基。

今天我比较新病毒2019-nCoV(MN908947.3)和SARS病毒(AVP78042.1)的S2序列,结论是两者很相似,例如:


N34: ALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDILSRLDKVEAEV
N34: ALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDILSRLDKVEAEV

N37: ALGKLQDVVNQNAQALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDI
N37: ALGKLQDVVNQNAQALNTLVKQLSSNFGAISSVLNDI

C44: DISGINASVVNIQKEIDRLNEVAKNLNESLIDLQELGKYEQYIK
C44: DISGINASVVNIQKEIDRLNEVARNLNESLIDLQELGKYEHYIK

另外还可以看出,武汉新病毒含有ORF1ab、ORF3a、ORF6、ORF7a、ORF8、ORF10等SARS中有的基因片段。难怪用IgM抗体SARS病毒检测试剂盒成阳性。

除了复旦大学发表在美国的网站外,还有15个病毒RNA序列已上传到德国的gisaid.org网站上,供专业人员下载。其中包括浙江疾控中心2例、中科院武汉病毒所5例、中国疾控中心病毒所3例、北京协和医学院5例。此外还有泰国2例、日本1例。见下表:

每个数据包括性别、年龄、采样时间和地点、测试方法、测试实验室名称和参与者,最重要的是RNA序列-FASTA数据。如果你下载,你就可以用软件研究它们。

下图是根据下载的数据用软件重建的冠状病毒外面的3D刺突糖蛋白示意图(选自GISAID网站,By BII, A*STAR Singapore)。可见武汉新病毒与6ACC型SARS的刺突略有不同,平均菌株同一性为76.6%;尽管与SARS-CoV有关,但新发现的BetaCoV在关键表面表位和受体结合结构域上有很大不同;SARS-CoV候选疫苗预计不会产生针对该病毒的交叉反应性免疫反应。

今天(2020年1月21日)中科院上海巴斯德研究所郝沛研究员、军事医学研究院国家应急防控药物工程技术研究中心钟武研究员和中科院分子植物卓越中心合成生物学重点实验室李轩研究员等人,在《中国科学:生命科学》(SCIENCE CHINA Life Sciences)英文版,在线发表了题为“武汉爆发的新型冠状病毒的进化及其对人类传播风险的刺突蛋白的建模(Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission”的论文。

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

论文的作者通过对武汉新型冠状病毒基因组与2002年“非典”SARS病毒、“中东呼吸综合征”MERS病毒进行了全基因组比对,发现平均分别有约70%和约40%的序列相似性。其中不同冠状病毒与宿主细胞作用的关键spike基因(也叫S-蛋白/基因)有更大的差异性。

文章说虽然武汉冠状病毒S-蛋白中与ACE2蛋白结合的5个关键氨基酸有4个发生了变化,但变化后的氨基酸,却整体性上非常完美的维持了SARS病毒S-蛋白与ACE2蛋白互作的原结构构象。

由此可见武汉新病毒与SARS病毒很相近,传播机理也相似,传播能力正在评估当中。