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崔杰研究组在新型冠状病毒早期进化机制方面取得进展

  

中国科学院上海巴斯德研究所、中科院生物安全大科学中心上海分部崔杰研究组成员魏小曼、李祥等根据目前发表的新型冠状病毒(2019-nCoV)分析结果及公共数据库里上传的基因组比对结果,进行综合分析,推测出此次暴发的新型冠状病毒的早期进化机制,为新型冠状病毒感染肺炎疫情防控提供科学依据。研究成果以观点形式于2020129日在线发表在《国家科学评论》(National Science Review)。

2019-nCoV不同于以往任何一种已知的HCoV-229EHCoV-OC43SARS-CoVHCoV-NL63HCoV-HKU1MERS-CoV等六种能够感染人类的冠状病毒,属于第七种能够感染人类的冠状病毒,并且能引起肺炎。对2019-nCoV进行基因组学分析,结果显示其与SARSMERS病毒皆有较大的区别,基因组差异度分别21%50%。尽管同属于Beta冠状病毒,2019-nCoVSARSMERS冠状病毒却并不相同,可以认为是SARS冠状病毒的远亲,而绝非SARS冠状病毒的变种或SARS复燃。

研究指出,在冠状病毒和宿主长期共存的情况下,病毒通常会因为宿主限制而在同一物种例如蝙蝠中流行,但是少数情况下,不同病毒通过感染同一宿主细胞后会发生重组,从而产生一系列遗传物质不同的重组体,这些新重组的病毒中有些具备感染新宿主(其它动物或者人类)的能力。从现有数据来看,新型冠状病毒在早期进化中显示较弱的感染力,也可在人与人之间传播,但传播能力不容忽视。系统发育分析显示病毒缺少拓扑结构,聚类不明显。但是针对2019-nCoV的分析发现在不同的蛋白上至少有17个位点涉及氨基酸的改变,而其中几种突变在一起广东家庭聚集性病例中比较常见。这表明,病毒在发生人与人之间传播后开始产生突变。

至于病毒有没有发生适应性进化,目前还无法定论,需要更多的病毒基因组分析及后续针对突变位点的功能实验验证。研究人员未来将集中分析病毒在自然界及人群中的进化模式,阐明2019-nCoV的起源及与中间宿主作用的进化机制。研究人员同时呼吁,严密监控病毒的突变、进化及传播,这对指导疫情的控制十分必要。

该研究得到了中国科学院率先行动“百人计划”的资助。论文链接: Wei et al., 2020. Evolutionary Perspectives on Novel Coronaviruses Identified in Pneumonia Cases in China. National Science Review. (https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa009)