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武汉新病毒的科研进展

(2020-01-21 19:43:04) 下一个

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。

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阅读 ()评论 (21)
评论
赌城看客 回复 悄悄话 回复 'cowwoman' 的评论 : 谢谢来访。谢谢夸奖。
赌城看客 回复 悄悄话 回复 'Justness' 的评论 : 谢谢来访。
昨天下午我去看了你提到的北大等单位关于蛇可能是中间宿主的论文(10.1002/jmv.25682),确实很有趣。立题想法是对的:“谁吃了蝙蝠带上病毒又与人有接触”。只是不知道武汉的那个市场里是不是卖那两种蛇,是否已取样。
同一期的另外两篇也挺好:“中国武汉市病因不明的肺炎暴发:神秘与奇迹”(/jmv.25678),“在人类中检测呼吸道病毒感染的最新进展”(/jmv.25674)。
不过该期刊是小开本,表格的排版很难阅读。
Justness 回复 悄悄话 治疗脑神经外科的一个病人时,一名医生、13名护士被感染了。
cowwoman 回复 悄悄话 回复 '鲁迅九' 的评论 : 现在大家看法一致了!好文章!
鲁迅九 回复 悄悄话 【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。】

这个结论我认同,但是,武汉的病毒和sars 病毒可能是变异后的两个病毒,也可能是sars 病毒与其它病毒基因重组后的产物。
鲁迅九 回复 悄悄话 回复 '赌城看客' 的评论 : 不能吻合的部分,就要从已知病毒基因组中,看看有无基因交叉重组的解释。如果得不到解释,即使是96%相符率,仍不说两者是同一种东西。
赌城看客 回复 悄悄话 回复 '鲁迅九' 的评论 : 谢谢鲁先生来访。
赌城看客 回复 悄悄话 回复 'Quarx' 的评论 : 谢谢夸奖。估计鲁先生忘了"Percent Identity"的定义。
Quarx 回复 悄悄话 感谢楼主科普好文! 楼下"鲁迅九", 病毒基因序列对比是基因研究很基础,很有意义的一步,对药物研发,病毒感染机理很重要的一步。
鲁迅九 回复 悄悄话 SARS病毒是新物种。
鲁迅九 回复 悄悄话 【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%。】

回复:这种对比结果毫无说明意义。人和大猩猩之间也有很多相似度,难道.....?
赌城看客 回复 悄悄话 非常感谢大家的留言。
“重大事件往往对应着重大机遇”,“SARS重返”的一个月以来很多人在忙碌着:基因排序、用相应的软件对排序的数据进行分析评估、研发试剂盒、筛选可能的化合物、研制快速体温监测设备,也包括对疫苗的预研。但西方的经验是一个疫苗的研发可能要10年以上,耗资20亿RMB以上。可能“中国制造”回好一些。但也与病毒变异速度、传播速度、患者人数、监管机构的态度等等因素有关。另外,SARS是与季节强相关传染病:2002年11月16日广东佛山出现第一例,到2003年7月13日美国出现最后一例(疑似)。同样,武汉新病毒的流行趋势应该与2003年的SARS相似。
从本文中泰国的两个病例看,1月8日(61岁)和1月14日(74岁)采样确诊并排序,两周后均已出院。可能新病毒的“毒性稍差”。
FollowNature 回复 悄悄话 你这个就是典型的造谣, 是要被请去喝茶的.

ytwadk 发表评论于 2020-01-22 04:48:35
军方研究病毒的主要目的就是用于战争,消灭敌人,从舟山蝙蝠身上获得病毒后,军方就要研制如何用于人类,这就是军事医学研究所的使命之一,所以基本可以肯定武汉的病毒与南京军区医学研究所有着很大的牵连。
FollowNature 回复 悄悄话 这个病毒突变几次, 就”自然“消失啦。 不知到原因, 政府自然就不花钱研发疫苗啦。 百度上有一篇首都医科大学付校长的评论, 就是关于为什么企业政府不花钱在这上面。

BeijingGirl1 发表评论于 2020-01-22 07:01:04
SARA 后来是怎么控制住的? 又疫苗吗?
FollowNature 回复 悄悄话 在蛋白质水平上, 95% 的相同。 就是SARS。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 SARA 后来是怎么控制住的? 又疫苗吗?
Quarx 回复 悄悄话 楼下"梦笔生花-96", 知道序列当然有助于研究疫苗等药品。 DNA??RNA?? 蛋白质,这个机制顺序知道吧,这个是生物基本原则,所以RNA等序列出来了,就有研究蛋白结构,细胞受体研究的。
ytwadk 回复 悄悄话 军方研究病毒的主要目的就是用于战争,消灭敌人,从舟山蝙蝠身上获得病毒后,军方就要研制如何用于人类,这就是军事医学研究所的使命之一,所以基本可以肯定武汉的病毒与南京军区医学研究所有着很大的牵连。

另外YouTube上有个叫艾跃进的军人,他是南京大学教授,他曾经公开说2003年的SARS是美国人专门针对中国人研制出的病毒,扩散到中国,而且说他们有确凿的证据。

南京军区,南京大学军人教授,军队针对人的病毒,要想培养人体病毒,还得需要把病毒放到人身体让病毒变异,然后再从人体取出,军队要强达到这个目的,需要大批人群来当小白鼠。

没有媒体的透明,政府官员只为上,不为民,研究人员金钱至上,毫无道德底线,这次就闯出了大祸,到了改朝换代的时候了。
梦笔生花-96 回复 悄悄话 虽然不懂生物,但匹配原理还是理解的,有科学依据。问一下:知道了序列有助于研制疫苗吗?或者,当年萨斯得到控制之后,有没有研制和大规模生产疫苗?也就是说,对付这种病毒,可以用疫苗吗还是不行,例如美国的flu shots?
赌城看客 回复 悄悄话 是,国外的学术博客都将其归类到SARS样病毒。国内的科研机构可能也比较慎重,样品在12月30日就已拿到,大概反复确认后才通过不同的渠道向上报告。
Fanreninus 回复 悄悄话 好文!态势也越来越像SARS了。
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