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中国科学家:新型冠状病毒与SARS作用机制相似

发布日期:2020-01-23 16:00:56   访问次数:  来源:

1月21日,《中国科学:生命科学》英文版刊登了关于这次武汉疫情的病原物“2019-nCoV”进化来源的最新研究进展。研究发现:“2019-nCoV”从进化的角度来讲,是SARS的亲戚,但并不是同类;该病毒和SARS病毒采用了相同的传播机制,但其感染能力无法与SARS病毒、MERS病毒直接作比较。


2019年12月以来,湖北武汉市集中发生了不明原因的肺炎疫情,感染者出现发热、凝血障碍等症状,严重者死亡。截止到2020年1月21日下午4点,全国已有11个省份和地区上报了确证或疑似患者,其中仅武汉市就确诊了包括多名医护人员的198例病患。中央指示,要进一步部署疫情防控工作,坚决遏制疫情蔓延势头。

初期出现的新型肺炎病患大多与售卖多种野味的“华南海鲜市场”有着较为密切的接触,加上相似的病状与传播速度,不免让人联想到2003年来源于果子狸的“非典”疫情(注:溯源最初锁定是果子狸,最终发现SARS样冠状病毒的自然宿主是菊头蝠)。事实上,这次疫情的病原物“2019-nCoV”与“非典”的SARS病毒,以及“中东呼吸综合征”MERS病毒,都同属于冠状病毒。那么,这次的肺炎疫情和SARS一样吗?能用治疗SARS的手段,来治疗这次的新型肺炎吗?

新病毒与SARS具共同进化祖先

1月21日,《中国科学:生命科学》英文版刊登了关于“2019-nCoV”进化来源的最新研究进展。中国科学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联合研究,发现“2019-nCoV”与SARS病毒和MERS病毒的基因序列平均分别有~70%和~40%的序列相似性,但它们与宿主细胞作用的关键spike基因(编码S蛋白)相对差异较大。

研究通过构建冠状病毒的系统发育树,发现“2019-nCoV”属于Beta冠状病毒属(Betacoronavirus),从进化的角度来讲,是SARS的亲戚,但并不是同类。不过,“2019-nCoV”与SARS病毒在进化上有着共同的外群——一种寄生果蝠的冠状病毒HKU9-1。基于“2019-nCoV”的近亲,SARS与HKU9-1等病毒的自然宿主都是蝙蝠类生物,他们推测,“2019-nCoV”的自然宿主可能也是蝙蝠。如同非典的SARS病毒从蝙蝠到人,由中间宿主果子狸传播,从蝙蝠传染到人的过程中很可能存在着未知的中间宿主媒介。

图1. 基于全基因组的冠状病毒系统发育树。各病毒宿主见图标注。可感染人的病毒用实心的红色五角星表示,红色系统发育枝为本次的新型肺炎病毒。新型肺炎病毒和SARS及类SARS病毒系统发育上为姐妹群关系。

新病毒与SARS作用机制相似

由于新型病毒与之前已知的两大致命冠状病毒SARS和MERS仍然有着较大的遗传距离,作者们还利用分子结构模拟的计算方法,分析了“2019-nCoV”感染人的机制与通路。

与SARS类似,新病毒的S-蛋白能够和人体的ACE2蛋白上的5个关键位点互作结合,来感染人的呼吸道上皮细胞。令人惊讶的是,尽管SARS和“2019-nCoV”的S-蛋白上与ACE2结合的5个关键氨基酸,有4个都不同,但二者与ACE2互作的原结构构象却基本一致,“2019-nCoV”与ACE2结合的稳定性仅稍弱于SARS。

图2. 武汉新型病毒(棕色带)、SARS病毒(浅蓝色带)与人体ACE2蛋白(紫色带)互作的结构模型。左图示结合区域内S蛋白中的Arg426与ACE2中的Gln325 / Glu329之间的氢键相互作用。右图示S蛋白中Tyr436与ACE2中Asp38 / Gln42之间氢键相互作用的区域。

基于现研究成果,可以认为,武汉冠状病毒对人具较强的感染能力,且和SARS病毒采用了相同的传播机制。

论文作者之一郝沛告诉“赛先生”,除了结合力以外,病毒传播还有很多因素,包括病毒的复制能力、传播途径等等。因此,以蛋白亲和力表征的武汉冠状病毒的感染能力无法与SARS病毒、MERS病毒直接作比较。

我们可以做什么?

研究为尽快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。大家在生活中应当注意,尽量不去接触、食用野生动物,尽量避免接触活体家禽家畜,当接触动物后出现发烧、咽痛、喉痛等异常症状时,应尽早就医及做好隔离。尽量不要去往人多的地方,出门时注意眼睛、鼻子和口部的卫生,戴医用口罩。

国家卫健委高级别专家袁国勇日前表示,之前对SARS和MERS患者都有治疗效果的药,应该对这次的新型肺炎也是有效的。


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