最近的研究在该杂志上报道了2019年人类冠状病毒持续进化和传播的威胁。自2019年12月出现以来，名为“ SARS-CoV-2”的2019年人类冠状病毒家族的“第七”成员在中国武汉爆发了冠状病毒病（COVID-19）。令人震惊的是，迄今为止，SARS-CoV-2已在亚洲、欧洲、北美、非洲和大洋洲等29个国家迅速传播，对其大流行的可能性提出了严重关切。尽管SARS-CoV-2存在飞沫和接触传播，但最近的研究表明，SARS-CoV-2可能通过气溶胶和粪口途径传播，这一点需要特别注意。

 

图1 2019年冠状病毒传播的系统发育概述和推定传播模式。

（A）2019年冠状病毒跨物种传播的潜在途径 虚线表示潜在的传输路径。 SARS-CoV-2的缩写表示在中国武汉出现了2019年冠状病毒。（B） 2019年冠状病毒（SARS-CoV-2）与蝙蝠、鸟类、小鼠、骆驼、猪、穿山甲和人类中其他冠状病毒的系统发育关系。红色表示源于人类的冠状病毒。比例尺表示每个位点（sub/位点）的核苷酸替换数。

 

与蝙蝠源冠状病毒的密切系统发育关系为SARS-CoV-2的蝙蝠起源提供了证据。蝙蝠为冠状病毒基因片段的种间交换提供了丰富的“基因库”，这些基因片段被用于建立不同的冠状病毒。尽管人类和蝙蝠生活在不同的环境中，但一些野生动物物种对自然界中的新型冠状病毒很敏感，这突出表明有必要在野生动物中追踪2019年人类冠状病毒的来源。此前，研究人员已经证明在穿山甲中发现了冠状病毒。在此，我们探讨了人类SARS-CoV-2与穿山甲和蝙蝠源冠状病毒的系统发育关系。SARS-CoV-2与动物源冠状病毒的相似性分析表明，蝙蝠和穿山甲冠状病毒可能发生重组事件。对SARS-CoV-2竞争基因组序列的快速搜索表明，密切相关的冠状病毒分别是BetaCoV/bat/Yunan/RaTG13/2013（bat/RaTG13）和BetaCoV/Pangolin/Guangdong/1/2020（Pangolin/1），总基因组序列同源性分别为96%和90.5%。在1ab、S、E、M和N基因中，bat/RaTG13冠状病毒的氨基酸含量分别为96.2%、97.3%、100%、99.6%和99.0%，而穿山甲/1冠状病毒的氨基酸含量分别为96.3%、92.4%、100%、98.7%和97.9%。但值得注意的是，穿山甲/1冠状病毒1b基因序列的同源性高于蝙蝠源RaTG13冠状病毒，最高可达99.3%。

 

图2 SARS-CoV-2、蝙蝠和穿山甲冠状病毒受体结合区的基因组特征和特异性氨基酸变异。

SARS-CoV-2与SARS-CoV GZ02（登录号AY390556）、蝙蝠SARS样冠状病毒bat-SL-CoVZC45（登录号MG772933）、bat-SL-CoVZXC21（登录号MG772934），BetaCoV/bat/yunan/RaTG13/2013（bat/RaTG13）（登录号EPI-ISLç）、BetaCoV/Pangolin/Guangdong/1/2020（Pangolin/1）（登录号：EPI_ISL_410721）和BetaCoV/Pangolin/Guangixi/P2V/2017（Pangolin/P2V）（登录号：EPI_ISL_410542）的基因组组织和序列同源性示意图。（B）SARS-CoV-2对蝙蝠和穿山甲起源的冠状病毒的氨基酸取代。棘突（S）蛋白的氨基酸替代被定义为蝙蝠和穿山甲源冠状病毒的绝对保守位点，但与SARS-CoV-2不同。以SARS-CoV结构的S蛋白（蛋白数据库ID 2DD8）为模板，利用Swiss模型程序对新型冠状病毒S蛋白进行了结构分析。红色和蓝色区域分别表示棘突蛋白1和2。蓝色区域表示受体结合区。用MacPymol绘制了S蛋白三维结构的相应氨基酸图谱。

 

棘突（S）蛋白介导受体结合和膜融合。穿山甲源冠状病毒和SARS-CoV-2的棘突蛋白2的氨基酸比棘突蛋白1的氨基酸更为保守，与SARS-CoV-2相比，穿山甲源冠状病毒S蛋白的氨基酸仅少量缺失。有趣的是，SARS-CoV-2的受体结合域（RBD）与bat/RaTG13株和穿山甲/1冠状病毒更为相似。尽管来源于穿山甲的冠状病毒的S氨基酸与bat/RaTG13的同源性较低，值得注意的是，穿山甲/1冠状病毒中与人受体血管紧张素转换酶II-464L、495F、502Q、503S、510N和514Y（SARS-CoV-2编号）受体结合偏好相关的六种氨基酸与SARS-CoV-2相同（图2），但与蝙蝠源冠状病毒不同。在SARS-CoV-2的S1/S2交界处有PRRA基序插入；然而，穿山甲和蝙蝠源冠状病毒中的PRRA基序插入缺失（补充图S4），表明SARS-CoV-2相关冠状病毒的跨物种融合进化。

 

β冠状病毒全基因组的系统发育树可分为四个进化枝，包括进化枝1，进化枝2，进化枝3和进化枝4（图1）。两种蝙蝠源SARS样株（bat-SL-CoVZC45和bat-SL-covzc21）形成进化枝1，穿山甲源穿山甲/1，BetaCoV/pangolin/guangxi/P2V/2017（pangolin/P2V），BetaCoV/pangolin/guangxi/P4L/2020（pangolin/P4L）冠状病毒形成新的独立进化枝2和进化枝3，其显著特点是将bat/RaTG13株和SARS-CoV-2分离开来（图1）。值得注意的是，我们发现穿山甲/ 1冠状病毒的全基因组和RNA依赖的RNA聚合酶基因组（RdRp）在遗传上与bat / RaTG13和SARS-CoV-2株密切相关（图1）。然而，在S基因的系统进化树中， Pangolin/P2V和Pangolin/P4L冠状病毒与蝙蝠/RaTG13和SARS-CoV-2株的关系更为密切，表明穿山甲源冠状病毒在不同地区的不断进化。SARS-CoV-2与最近的蝙蝠和穿山甲源冠状病毒之间存在明显的遗传差异，穿山甲源冠状病毒的系统发育关系与bat/RaTG13的系统发育关系相距甚远（图1）。鉴于穿山甲在传统医学和食品中的应用，穿山甲在新型冠状病毒的跨物种进化和传播中扮演了什么样的角色？今后还需要进一步了解细节。

 

频繁的人-动物接触被认为是病毒跨物种传播的主要原因。据推测，穿山甲，蝙蝠和其他动物中传播的冠状病毒很可能被认为是产生新重组体的“基因库”（图1）。在冠状病毒和它们的宿主长期共存的过程中，不同的病毒会在多种动物宿主中相互重组以产生新的重组体，其中有些适应人类等新宿主。然而，在SARS-CoV-2的传播级联中，哪些动物物种是中间宿主。针对这一紧迫的问题，需要对中国和其他国家的自然环境进行进一步的监测，以了解SARS-CoV-2的出现和潜在传播。

 

原文出自：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0163445320301067