【热门题】与SARS同源，感染能力很强——基因大数据助力解析武汉冠状病毒

来源：上海科协

记者：耿挺

　　《中国科学：生命科学》杂志1月21日刊登了由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合作的一篇论文，阐述了引起武汉新型冠状病毒的进化来源，以及与导致2002年广东“非典”疫情的SARS冠状病毒、“中东呼吸综合征”MERS冠状病毒的遗传进化关系。同时，通过对武汉的新型冠状病毒蛋白的结构模拟计算，揭示了武汉新型冠状病毒传染人的分子作用通路。这为确认传染源和传播途径、制定高效的防控策略提供了科学理论依据。

新型冠状病毒与SARS有共同祖先

　　2020年1月10日，武汉新型冠状病毒的第一个基因组序列数据被公布，后来陆续有多个从患者身上分离的新型冠状病毒的基因组序列发布。这些新型冠状病毒基因组数据，为研究分析武汉新型冠状病毒的进化来源、致病病理机制提供了第一手资料。

　　在该研究中，研究人员对武汉新型冠状病毒基因组与“非典”SARS冠状病毒、“中东呼吸综合征”MERS冠状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（编码S-蛋白）有更大的差异性。

　　为了解析武汉新型冠状病毒的进化来源和可能的自然界宿主，研究者将该病毒与收集到大量冠状病毒数据进行了遗传进化分析。结果发现，武汉新型冠状病毒属于Beta冠状病毒属。这是一种蛋白包裹的单链正链RNA病毒，寄生和感染高等动物。在进化树的位置上，其与SARS病毒和类SARS病毒的类群相邻，但并不属于SARS和类SARS病毒类群。

　　而Beta冠状病毒、SARS病毒和类SARS病毒都有一个共同的祖先——寄生于果蝠的HKU9-1冠状病毒。因此可以推测，武汉新型冠状病毒的自然宿主也可能是蝙蝠。如同导致“非典”的SARS冠状病毒一样，该病毒在从蝙蝠到人的传染过程中很可能存在未知的中间宿主媒介。

感染能力或不亚于SARS

　　SARS病毒和MERS病毒通过自身的 S-蛋白，分别与人的ACE2蛋白或DPP4蛋白互作结合，从而感染人的呼吸道上皮细胞。研究人员在对比了武汉新型冠状病毒、SARS病毒和MERS病毒之后，发现在病毒与人相互结合的区域中，武汉新型冠状病毒与SARS病毒比较类似，但与MERS病毒差异较大。

　　研究人员进一步利用分子结构模拟的计算方法，对武汉新型冠状病毒S-蛋白和人ACE2蛋白进行了结构对接研究。结果显示：武汉新型冠状病毒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，但依然非常完美地“复制”了SARS病毒S-蛋白与ACE2蛋白结合的原结构构象。

　　这意味着，与SARS病毒一样，武汉新型冠状病毒也是通过S-蛋白与人ACE2互作的分子机制，来感染人的呼吸道上皮细胞。更为重要的是，研究表明，武汉新型冠状病毒对人的感染能力很强，或不逊色于SARS。