2019年12月下旬,武汉华南海鲜市场爆发新型冠状病毒(2019-nCoV)引起的肺炎疫情,自此伊始,有关2019-nCoV的基因组特征和流行病学的研究一直在持续进行。
武汉肺炎疫情形势仍是十分严峻,截至目前,全国各省市确诊病例已超4万例。好消息是,每日新增确诊人数和疑似病例数量已呈下降趋势,每日治愈病例数已超过死亡病例数,相信在全国人民的共同努力下,我们一定能彻底战胜2019-nCoV!
近日,中国疾控中心、山东第一医科大学和华大基因等机构联合在国际四大医学期刊之一的柳叶刀(Lancet)杂志在线发表了题为:Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding 的研究论文。
该研究通过二代测序技术和系统发育分析表明2019-nCoV与SARS-CoV有很大的不同,被认为是一种新型、感染人类的β冠状病毒。并通过结构分析表明2019-nCoV可能能够与人类血管紧张素转换酶2受体(ACE2)结合从而入侵人体。
此外,流行病学分析表明2019-nCoV可能存在华南海鲜市场之外的未知起源地。
研究人员从9名确诊住院患者采集到的临床样品(肺泡灌洗液等)进行二代测序,获得了2019-nCoV的8条完整和2条部分基因组序列,并用Sanger测序方法连接病毒叠连群,最终获得2019-nCoV的全长基因组。目前,这些序列信息数据已经保存至中国国家微生物数据中心(登录号NMDC10013002)和中国国家基因银行(登录号CNA0007332-35)。
2019-nCoV的系统发育分析
研究者对这些2019-nCoV基因组序列信息进行系统发育分析,从而确定2019-nCoV的种属分类地位,并推断其可能的起源。从9例确诊患者中获得的2019-nCoV基因组序列极为相似,表现出99.98%以上的序列一致性。值得注意的是,2019-nCoV与2018年在中国东部舟山采集到的两种类似于SARS的冠状病毒——bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21密切相关(具有88%的一致性),但与SARS-CoV(约79%)和MERS-CoV(约50%)的亲缘关系较远。系统发育分析表明,2019-nCoV属于β冠状病毒属(Betacoronavirus)的Sarbecovirus亚属,具有相对较长的分支长度,与bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21的亲缘关系最近,并在遗传上不同于SARS-CoV。
2019-nCoV结合受体的同源建模分析
冠状病毒的S蛋白介导受体结合(S1区)和膜融合(S2区),对病毒感染宿主细胞起至关重要的作用。值得注意的是,2019-nCoV的S2结构域与bat-SL-CoVZC45、bat-SL-CoVZXC21的同源性约为93%——远高于S1结构域,而后者同源性仅为68%。更有趣的是,虽然2019-nCoV和SARS-CoV属于不同的支链,但两者在S1结构域中仍保留了约50个保守氨基酸。并且研究人员通过同源建模分析发现2019-nCoV受体结合结构域的外部子结构域与SARS-CoV十分相似,这表明2019-nCoV和SARS-CoV可能通过相同的受体入侵宿主细胞,即ACE2。
2019-nCoV的流行病学特征
流行病学方面,9名确诊患者仅有8名有过华南海鲜市场接触史,表明2019-nCoV病毒的起源与该农贸市场有着极大的关联性。尽管如此,仍有一名患者虽然住在市场附近的一家旅馆,但从未去过市场,这一发现表明2019-nCoV可能存在未知感染源。
总而言之,中国疾控中心的谭文杰等研究人员通过二代测序技术从9名确诊病人中获得了2019-nCoV的基因组序列信息,并对其进行系统发育分析,确定了2019-nCoV属于β冠状病毒属的Sarbecovirus亚属,与SARS-CoV和MERS-CoV亲缘关系较远。同时,还通过同源建模分析,推测2019-nCoV和SARS-CoV可能都是通过ACE2受体入侵宿主细胞。流行病学分析表明2019-nCoV可能存在华南海鲜市场之外的未知起源地。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8
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