中科院微生物所在新冠病毒跨种传播研究中取得进展

新冠病毒(SARS-CoV-2)是导致新冠肺炎(COVID-19)的病原体,目前疫情形势仍不容乐观。已有研究认为SARS-CoV-2可能起源于蝙蝠,除感染人外,还可以感染猫、狗、老虎和水貂等,但其跨种传播过程或中间宿主仍不清楚。
近日,中科院微生物所研究团队联合清华大学团队在Cell Discovery期刊上在线发表了题为“Broad host range of SARS-CoV-2 and the molecular basisfor SARS-CoV-2 binding to cat ACE2”的文章,发现SARS-CoV-2具有广泛的可能宿主范围,同时根据病毒刺突(S)蛋白受体结合域(RBD)与ACE2的结合能力,排除了一些潜在的宿主,有助于寻找真正的中间宿主,强调了监测易感动物的必要性,防止其成为新的传播源头,导致疫情再次暴发。

SARS-CoV-2是目前发现可以感染人的第七种冠状病毒,同SARS-CoV一样,利用血管紧张素转换酶2(ACE2)作为入侵受体。病毒囊膜蛋白与宿主细胞受体的相互作用是介导病毒感染的首要步骤,且在很大程度上也决定着病毒的宿主范围,因而对该相互作用的研究不仅有助于理解病毒感染,而且对研究病毒的跨种传播及传染病的防控具有重要指导意义。研究者以来自哺乳纲和鸟纲的11个目的26个物种的ACE2为研究对象,包括家畜、宠物和野生动物等,探究其与SARS-CoV-2 刺突(S)蛋白受体结合域(RBD)的结合情况。
研究结果显示,SARS-CoV-2 RBD可以与多个物种(17/26)ACE2相互作用,包括灵长目(猴)、兔形目(兔)、鳞甲目(马来穿山甲)、食肉目(猫、果子狸、狐狸、狗、貉)、奇蹄目(马)、偶蹄目(猪、野生双峰驼、羊驼、牛、山羊、绵羊)和翼手目(小棕蝠、棕果蝠),并且这些物种的ACE2可以介导SARS-CoV-2假病毒进入细胞;同时,研究还发现SARS-CoV RBD除了可以结合上述17个物种ACE2外,还可以结合小鼠(啮齿目)的ACE2,表明SARS-CoV的宿主受体范围可能与SARS-CoV-2不同。该研究也排除了一些SARS-CoV-2的潜在中间宿主,包括啮齿目(豚鼠、大鼠、小鼠)、翼手目(马铁菊头蝠、中华菊头蝠、菲菊头蝠)、食虫目(西欧刺猬)、非洲兽总目(小马岛猬)、和鸡形目(鸡),这为寻找新冠病毒的中间宿主提供了重要线索。

目前已有多个证据表明猫可以感染SARS-CoV-2,值得注意的是,老虎和狮子(属于猫科)也被报道可以感染SARS-CoV-2,这些结果说明猫科动物在SARS-CoV-2的传播中可能扮演着重要角色。本研究解析了SARS-CoV-2 RBD与猫ACE2复合体的冷冻电镜结构,发现SARS-CoV-2 RBD结合猫ACE2的方式与结合人ACE2相似,但至于猫是否为SARS-CoV-2的中间宿主仍需进一步的研究。

图注:SARS-CoV-2 的潜在中间宿主
中科院微生物所王奇慧研究员、严景华研究员及清华大学王宏伟教授为文章的共同通讯作者,微生物所博士生仵丽丽、安徽大学和微生物所联合培养硕士生陈茜、澳门大学博士生刘科芳及清华大学王家博士为文章的共同第一作者。本项目得到高福院士的大力支持。该工作得到科技部、中国科学院、国家自然科学基金委、中国科学院“青年创新促进会”等的资助。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41421-020-00210-9

文章转自中国生物技术网