首页>寻医·问药>医讯同期声医讯同期声

SARS冠状病毒始作俑者找到了?

2017年12月11日 09:45 | 来源:南方日报
分享到: 

近日,中国科学院武汉病毒研究所专家在我国云南发现了一处蝙蝠SARS冠状病毒的天然基因库,研究揭示了我国蝙蝠携带有不同株具有跨种传播至人群可能性的SARS冠状病毒,揭示了SARS冠状病毒可能的重组起源,为相关疾病的预防提供了重要依据。相关研究成果近日在线发表于国际病原学权威期刊《公共科学图书馆·病原体》。

中国科学院武汉病毒研究所石正丽研究团队自2011年起对云南省一处洞穴的菊头蝠种群开展了SARS冠状病毒的长期监测。结果表明,SARS冠状病毒的全部基因组组分都可以在这个SARS冠状病毒的天然基因库中找到。

通过进一步的重组分析,专家在这些SARS冠状病毒基因内部多个位点发现了频繁重组的证据,并推测SARS冠状病毒的直接祖先可能通过这些蝙蝠SARS冠状病毒的祖先株之间发生的一系列的重组而产生。

消息出来后,南方日报记者迅速联系了该课题组有关专家。在接受记者采访时,专家表示,该研究为认识SARS冠状病毒的起源与进化提供了新的见解,揭示了我国蝙蝠携带有不同株具有跨种传播至人类可能性的SARS样冠状病毒,并为相关疾病的预防提供了重要依据。

从果子狸到蝙蝠

寻找病毒来源极其困难

2003年3月,中国军事医学科学院的一个研究小组,找到了冠状病毒与SARS流行有关的初步证据,他们发现这种病毒有一个清晰的带刺光环。2003年4月,广州呼吸病研究所也在病人身上分离出了冠状病毒。2003年4月16日,世界卫生组织(WHO)宣布SARS的病原体是一种新型的冠状病毒,这是世界上13个实验室共同奋战和合作的结果。

由此,寻找这个冠状病毒的来源开始变得极为重要,但是也极其困难。

在最初广东的4名SARS病人身上分离出了冠状病毒。这4例病人有一些共同点,其中两例有接触果子狸的历史,也有吃野生动物的历史。同时,从果子狸和病人身上分离出来的冠状病毒都是高度同源,果子狸SARS病毒的基因序列与人类SARS病毒同源性超过99.8%。

从此,人们谈“狸”色变。但是,野生的果子狸身上并不携带病毒。根据后续的研究显示,果子狸只是人类SARS病毒的动物中间宿主,虽然它们是人感染SARS病毒的直接来源,但却不是SARS的根本源头。

之后,逐渐明晰的一个事实是,蝙蝠是SARS样冠状病毒的自然储存宿主。自2005年以来,多个研究团队在我国及欧洲地区的多种菊头蝠中发现了越来越多的SARS样冠状病毒。但是,大部分蝙蝠SARS样冠状病毒的刺突蛋白基因和部分附属基因与SARS冠状病毒差异明显。目前已报道的蝙蝠SARS样冠状病毒至少在两个基因上与SARS冠状病毒存在较大分化。

“因此,它们都不是造成2002—2003年疫情的SARS冠状病毒的直接祖先。虽然目前已有越来越多的证据表明蝙蝠是SARS病毒的源头,但有关SARS如何在蝙蝠中进化产生、从哪里的蝙蝠种群中出现等问题还未得到解答。”中国科学院武汉病毒研究所科研人员表示。

大海捞针

蹲守山洞追踪疑凶证据

早在2005年,石正丽等人就在国际学术期刊《科学》上发表论文称,蝙蝠是SARS样冠状病毒的“蓄水池”、宿主。通过对广东、广西、天津和湖北四地区蝙蝠粪便等样本的研究,他们在蝙蝠身上发现了SARS病毒的某些基因成分,“这些蝙蝠病毒与导致人类疫情的SARS病毒株有亲缘关系,但遗传距离比较远,还不是直接来源,SARS病毒株最近的祖先在哪儿?”

2011年开始,石正丽的科研团队开始寻找这个“SARS病毒株最近的祖先”。

据介绍,武汉病毒所石正丽与崔杰课题组自2011年起对云南省一处洞穴的菊头蝠种群开展了为期5年的SARS样冠状病毒的长期监测,共进行10次样品采集,在64份蝙蝠粪便粒和肛拭子样品中检测到SARS样冠状病毒RNA。

对于如何将追踪疑凶的地点定位在云南的一个小山洞,石正丽表示其实是全国到处跑,到处找,“后来,我们发现,昆明这个地方山洞里的蝙蝠携带的冠状病毒,跟人的SARS病毒更近。我们做了五年的监测。”

他们一年去取两次样本,春季一次,秋季一次。春季是蝙蝠繁殖,冠状病毒流行的时间是秋季。所以,春秋两季的样本比较好。“坚持了五年,但每次去都会取到不一样的病毒。所以,最后我们才会拿到这么多病毒株。”

据石正丽领衔的新发病毒课题组的成员周鹏介绍,肛拭子是用棉签在蝙蝠的肛门处掏一下。而收取蝙蝠粪便则需要研究人员需要在白天进入洞穴,在蝙蝠群下方铺好塑料薄膜,夜里或第二天来收集薄膜上的蝙蝠粪便,带回实验室冻存。而由于一些烈性病毒潜伏在蝙蝠的尿液里。采集样品的研究人员总是要全副武装,防护服、口罩、手套一应俱全。

接下来就要在实验室对病毒进行培养与扩增。对这些SARS样冠状病毒S基因受体结合区的扩增与分析结果显示,流行于这一洞穴的蝙蝠SARS样冠状病毒高度多样,可分为两大簇,其中一簇在S基因受体结合区更接近SARS病毒,不存在大部分SARS样冠状病毒所出现的缺失。

不仅是病毒株

蝙蝠体内有个“病毒库”

课题组对11株新发现的SARS样冠状病毒进行了全长基因组扩增,并对15株在该洞穴发现的毒株进行了全基因组序列分析。结果表明,SARS冠状病毒的全部基因组组分都可以在这个SARS样冠状病毒的天然基因库中找到。

对此,石正丽解释称,并不是在蝙蝠体内直接找到了病毒,而是一个可以构建病毒株的“病毒库”:“不是和SARS一模一样的病毒株,而是找到了一个病毒库。如果把SARS病毒的基因组看成是很多个基因片段组成的,在这个洞穴里的蝙蝠身上,找到了引发人类疫情的SARS病毒株的所有基因片段。但这些片段不是在同一个病毒株上。”

而且通过进一步重组分析,课题组在这些SARS样冠状病毒基因组多个位点发现了频繁重组的证据,并推测SARS冠状病毒的直接祖先可能通过这些蝙蝠SARS样冠状病毒的祖先株之间发生的一系列的重组事件而产生。

“这些病毒株存在重组和进化,但这只是分析,还不能确证。我们发现两种不同类型的病毒,会感染同一个蝙蝠个体,这是经常发现的。因此,可能会产生新的病毒株。”石正丽说。

此外,该研究对三株新发现的S基因不同的SARS样冠状病毒的跨种传播能力进行了评估。结果显示,S基因不存在缺失的多株SARS样冠状病毒均可使用与SARS病毒相同的受体——人ACE2入侵细胞,即具有感染人类细胞的潜力。

谜团仍未完全解开

仍在寻找完美证据链

虽然当前的研究对于追踪SARS源头有了长足进展,但也有一些谜团还未解开。中国OIE狂犬病参考实验室主任涂长春认为其具有“99%的说服力”。他希望研究人员能在实验室中证明,人类SARS病毒是如何从蝙蝠身上传播到别的动物(比如说果子狸)身上的,如果这一步得到证实,才能算是一个完美的证据链条。

对此,石正丽说:“蝙蝠身上的SARS病毒是怎么传播给果子狸的,我们现在还只是推测。是在云南昆明由蝙蝠把病毒传染给了果子狸,然后带到了广东,还是广东当地的蝙蝠传染给了当地的果子狸?这个环节目前还不清楚。当时的情况不能重现,我们现在只能通过动物实验来模拟当时的情景。”

这次在蝙蝠身上新发现的三株病毒,具有感染人类细胞的潜力,就像它们致命的前辈一样,这些病毒的S蛋白序列能够结合人类的ACE2受体,而蝙蝠所在洞穴附近一公里的地方就有村庄。北卡罗来纳大学的病毒学家Ralph Baric说:“病毒还可能再次暴发,我们不能放松警惕。”该研究的论文中也写道,“仍存在人群中暴发类似SARS疾病的风险。”

石正丽表示,其他地区蝙蝠的情况还在核实中,“我们现在做的事情,提前到自然界去发现这些病毒:在哪些地域,哪些季节,哪些媒介身上,有哪些病毒毒株。其次,要告诉大家,哪些病毒容易感染人,哪些不容易。然后,针对这些容易感染人的病毒,开发出诊断技术,甚至研制一些疫苗进行储备。”

■链接

为什么是蝙蝠?

石正丽表示,蝙蝠不直接攻击人,但跟人类的生存空间有重叠。它在晚上出来觅食、喝水、吃虫子,会出现在蚊虫比较多的环境中。如果人类在同一区域也频繁活动,存在被感染的风险。

而且,根据目前的研究发现,蝙蝠基因组里面有很多有关基因修复的基因,并且表达量远远高于其他哺乳动物。研究发现了蝙蝠携带着很多独特的、具有基因修复功能的基因,而且这些基因可以稳定地遗传给后代,使蝙蝠在不同的代际之间能稳定地保持这个性状。

另外,研究表明,上述DNA修复基因在抑制病毒复制方面有着显著的作用,所以虽然蝙蝠携带很多致命病毒,但是病毒的复制在蝙蝠的体内是被严重抑制的。

此外,因为进化上,蝙蝠选择了飞行,所以它的代谢率会升高,这样氧化应激水平也会升高,为了对抗飞行带来的这些结果,蝙蝠进化上适应了高水平的DNA损伤修复,这一点的直接后果是蝙蝠的寿命很长,并且很少发生癌症;此外蝙蝠具有更强的本底水平的固有免疫应答系统,所以携带病毒的时候很少发病或就是不发病。蝙蝠超高的代谢率就像他们的身体一直在模仿发烧的行为一样,让病毒的复制受到阻碍。

最重要的是,蝙蝠是仅次于啮齿类比如老鼠的第二大类哺乳动物,占全球哺乳动物种类的20%,超过1300个种类,而且分布极其广泛,南北极外的全球各个地方都有蝙蝠的存在。

综上所述,蝙蝠或是SARS冠状病毒始作俑者。(记者 王腾腾)

编辑:赵彦

关键词:SARS 冠状病毒 始作俑者 蝙蝠

更多

更多