机器之心报道

参与:泽南、张倩、蛋酱

管轶教授团队刚刚提交的论文指出,在广西、广东等地走私的多个穿山甲体内发现的冠状病毒与新冠病毒基因序列高度相似。

管轶团队重磅研究:走私穿山甲中发现冠状病毒,潜在中间宿主添力证

2 月 18 日,来自香港大学管轶课题组与广西医科大学胡艳玲课题组合作的研究被提交到生物学预印版论文平台 BiorXiv 上。研究人员对广西和广东反走私行动中查获的多个穿山甲样本进行了检测,并在穿山甲样本中发现了冠状病毒,属于此次新冠病毒的两个亚型,其中一个受体结合域与新冠病毒密切相关。

研究显示,穿山甲体内发现的冠状病毒与新冠病毒全序列相似性为 85.5-92.4%, 低于蝙蝠 RaTG13 的 96.2%。但穿山甲病毒的受体结合域(RBD)与新冠病毒更相似,达 97.4%,5 个关键位点完全相同。相比之下,蝙蝠 RBD 与新冠病毒的相似性只有 89.2%,5 个位点只有 1 个相同。此外,新冠病毒 RBD 以外序列与蝙蝠序列更相似,提示存在趋同进化或病毒重组。
在此前华南农业大学的研究报告后,管轶等人的新论文为穿山甲作为新冠病毒中间宿主的思路提供了进一步的证据(目前华南农大的研究结果尚未发表,具体研究细节我们还无从知晓)。

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论文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.13.945485v1

研究者表示,此次发现的多种穿山甲冠状病毒谱系及其与 2019-nCoV 的相似性表明,应该考虑将穿山甲作为人类新型冠状病毒的可能中间宿主,并将其从市场中清除,以防止人畜共患传播。
穿山甲在中国属于国家二级保护动物,禁止捕杀和食用,非法捕杀、走私或贩卖。但据不完全统计,20 世纪 60 年代至今,我国野生穿山甲的数量已经下降了 88.88% 至 94.12%。我国华南地区原有的穿山甲分布区,至少有 50% 以上已成为罕见或濒危绝迹的地区。
有专家介绍,目前国内的穿山甲种群已商业性灭绝,国际上非法贩卖的穿山甲,大部分是为了满足亚洲消费者的食用和药用需求。
国内中华穿山甲陷入灭绝的同时,也危及到全球穿山甲种类,世界上非法交易量最大的野生动物正是穿山甲。据公开资料显示,平均每五分钟就有一只穿山甲在野外被抓捕,大多数最终销往目的地多是中国,其次为越南和缅甸。
穿山甲是蝙蝠之外,第二种被认为携带新冠病毒的哺乳动物。此前在 1 月 23 日,中科院武汉病毒研究所石正丽团队在 bioRxiv 提交的论文表示蝙蝠很可能是新冠病毒的宿主。管轶等人发现穿山甲冠状病毒与新冠病毒相似性的研究,再次强调了应禁止在菜市场等地交易野生动物的行为。

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作为该论文的通讯作者之一,管轶教授现任香港大学微生物学系教授,是最先提出果子狸是 SARS 冠状病毒主要载体的科学家之一。他还是香港大学新发传染性疾病国家重点实验室主任以及香港大学流感研究中心主任,是当今禽流感病毒国际权威之一。
论文细节
论文中的研究者在 2017 年 8 月至 2018 年 1 月期间收集了 18 只马来穿山甲的冷冻组织(肺、肠、血)样本。这些穿山甲是在广西海关缉私行动中获得的。引人注目的是,这些样本的 RNA 高通量测序显示,有 6 个样本(两个肺、两个肠、一份肺肠混合物、一份血液)中存在冠状病毒。
通过扩增子测序等技术,研究者获得了 6 份完整或接近完整的病毒基因组序列,在系统发育分析中,这些都属于新冠肺炎(2019-nCoV)病毒的同族(见图 1A)。

管轶团队重磅研究:走私穿山甲中发现冠状病毒,潜在中间宿主添力证

图 1A
这些病毒的基因组结构也与 2019-nCoV 相似(图 1b)。此外,研究者还能利用 Vero E6 细胞系成功分离出病毒。

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图 1 B
基于这些新的基因序列,研究者设计了用于 qPCR (Quantitative PCR,核酸扩增荧光定量)检测的引物,以确定这些原始样品在冠状病毒检测中呈阳性。此外,他们还对 2018 年 5 月至 7 月之间收集的另一批穿山甲样品进行了进一步的 qPCR 测试,在 12 只动物接受检测的 19 份样品(9 份肠组织,10 份肺组织)中,3 份肺组织呈冠状病毒阳性。
在这次新冠疫情爆发后,广州海关技术中心也重新检查了本单位在 2019 年 3 月的反走私行动中缴获的五份穿山甲样品存档,包括两张皮肤拭子、一份未知组织、一份鳞片。测序之后发现,鳞片包含冠状病毒读取片段,从这些数据中可组装 21505bp 的部分基因组序列(表示为 GD/P2S),与新型冠状病毒的基因组有 72% 的相似度。
这种存在于鳞片上的病毒序列也可能来自其他受感染的穿山甲身体组织。值得注意的是,之前另一项针对患病穿山甲的研究也提到,从肺部样本中检测到了病毒重叠群(viral contig),与新型冠状病毒相似。
这些穿山甲所携带的冠状病毒基因组与本次引发疫情的新型冠状病毒有 85.5% 到 92.4% 的相似性,在系谱树上属于新型冠状病毒的两个亚型,其中一个与新型冠状病毒密切相关(见图 1A)。
此前人们曾注意到,Sarbecovirus 亚属的成员经历了大范围的重组。其中一个证据是,重组分析显示蝙蝠冠状病毒 ZC45 和 ZCS21 可能是重组体,包含来自多个 SARS-CoV 相关谱系和新型冠状病毒相关谱系的基因组片段。
更加值得注意的是,研究者还观察到了穿山甲病毒、蝙蝠冠状病毒与人类新型冠状病毒之间的重组迹象(图 1C)。2019-nCoV 与广东穿山甲冠状病毒在受体结合域上表现出了非常高的序列相似性(氨基酸相似度 97.4%,见图 1C 和图 2A),尽管它的其余部分与蝙蝠冠状病毒 RaTG13 在病毒基因组方面的关系最为密切。相比之下,蝙蝠冠状病毒 RaTG 和人类 2019-nCoV 在受体结合域上只有 89.2% 的氨基酸相似度。事实上,广东穿山甲冠状病毒和 2019-nCoV 在受体结合域的 5 个关键残基上拥有相同的氨基酸,而蝙蝠 RaTG13 只与 2019-nCoV 有一个氨基酸相同。

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图 1 C。
有趣的是,对受体结合域中同义位点的系统发育分析表明,广东穿山甲的系统发育位置与病毒基因组的其余部分一致,而不是最接近 2019- nCoV (图 2 B)。因此,广东穿山甲冠状病毒受体结合域与 2019-nCoV 之间的氨基酸相似性可能是由于选择性介导的趋同进化造成的(而非重组),尽管根据现有数据很难在这些可能性中做出选择。虽然任何趋同进化的驱动因素都是未知的,但它的发生可能性以及重组的发生可能性都将进一步突出中间动物宿主在人类病毒出现中的作用。
管轶团队重磅研究:走私穿山甲中发现冠状病毒,潜在中间宿主添力证图 2A、B。

迄今为止,只有穿山甲和蝙蝠两种哺乳动物被发现感染了与 2019-nCov 相关的冠状病毒。此次在穿山甲身上发现了两种相关的 CoVs 谱系,而且都与 2019-nCov 有关,这点令人惊讶。这一发现表明,二者可能是这些病毒的长期宿主,这点令人意外,因为穿山甲是独居动物,种群数量较少。
不能排除穿山甲是从蝙蝠或其他动物宿主中独自获得了 2019-nCoV 相关的病毒。而且值得注意的是,这些病毒都是从走私的马来穿山甲中发现的,可能起源于东南亚,其起源地的病毒多样性我们还知之甚少。
毫无疑问,穿山甲群体中的病毒传播程度还需要进一步调查,但 2019-nCoV 相关病毒感染在广西和广东省的频繁出现表明,穿山甲可能是冠状病毒的潜在重要宿主。

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包括新型冠状病毒在内的冠状病毒,广泛存在于亚洲地区的许多哺乳动物体内。关于穿山甲体内冠状病毒的流行病学、致病性、物种间传染性、可传播性尚待进一步研究,但数据表明,处理这些动物时需要提高警惕,应严格禁止在潮湿的市场中售卖这些动物。

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