全文编译!我国科学家在Cell Host Microbe期刊发文揭示新型冠状病毒2019

2020年2月11日讯/BIOON/---世界卫生组织（WHO）将一种新型冠状病毒命名为“2019年新型冠状病毒（2019-nCoV）”。它是最近于2019年12月初在中国湖北省武汉市开始的肺炎疫情的罪魁祸首。这次疫情与一家大型的海鲜和动物市场有关，目前正在开展调查以确定这种病毒感染的来源。迄今为止，中国已经确诊了成千上万例人类感染病例并向全球传播了许多病例。

冠状病毒主要引起呼吸道和胃肠道感染，并且在学上被分为四个主要的病毒属：甲型冠状病毒（Alphacoronavirus）、乙型冠状病毒（Betacoronavirus）、丙型冠状病毒（Gammacoronavirus）和丁型冠状病毒（Deltacoronavirus）。前两个属主要感染哺乳动物，而后两个属主要感染鸟类。人们先前已鉴定六种人类冠状病毒，包括HCoV-NL63和HCoV-229E，它们属于甲型冠状病毒；HCoV-OC43、HCoV-HKU1、重症急性呼吸综合征（SARS）冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征（MERS）冠状病毒（MERS-CoV），属于乙型冠状病毒。直到2003年SARS大流行、2012年MERS疫情和近期的2019-nCoV疫情发生后，冠状病毒才引起全球关注。SARS-CoV和MERS-CoV被认为是高致病性的，而且SARS-CoV和MERS-CoV可能由蝙蝠传播给果子狸或单峰驼，最后传播给人类。

冠状病毒的基因组大小在26000至32000个碱基之间，包括可变数量（6至11个）的开放阅读框（ORF）。第一个ORF大约占整个基因组的67%，编码16种非结构蛋白（non-structural protein, nsp），剩下的ORF编码辅助蛋白和结构蛋白。四种主要的结构蛋白是刺突表面糖蛋白（S）、小包膜蛋白（E）、基质蛋白（M）和核衣壳蛋白（N）。S蛋白在结合到宿主细胞表面上的受体中起着至关重要的作用，并且决定着宿主趋向性。

SARS-CoV的S蛋白和MERS-CoV的S蛋白通过不同的受体结合结构域（RBD）与不同的宿主受体结合。SARS-CoV使用血管紧张素转换酶2（ACE2）作为主要受体之一，并使用CD209L作为替代受体，而MERS-CoV使用二肽基肽酶4（DPP4，也称为CD26）作为主要受体。初步分析提示着2019-nCoV与蝙蝠SARS样冠状病毒（SARS-like CoV）具有密切的进化关联性。

在一项新的研究中，来自中国医学科学院北京协和医学院、中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所、中南大学、苏州大学和湖南大学的研究人员根据新冠状病毒2019-nCoV---的前三个已确定的基因组，即Wuhan/IVDC-HB-01/2019（GISAID登录号：EPI_ISL_402119）（HB01），Wuhan/IVDC-HB-04/2019（ EPI_ISL_402120）（HB04）和Wuhan/IVDC-HB-05/2019（EPI_ISL_402121）（HB05），对这种病毒进行了深入的基因组注释，并与相关冠状病毒进行了比较，这些相关冠状病毒包括1008个人SARS-CoV，338个蝙蝠SARS-like CoV和3131个人MERS-CoV，它们的基因组在2020年1月12日（发布日期：2019年9月12日）之前已在病毒病原体数据库（Virus Pathogen Database）、分析资源（Analysis Resource, ViPR）（http://www.viprbrc.org）和美国国家生物技术信息中心（NCBI）上发表。相关研究结果于2020年2月7日在线发表在Cell Host Microbe期刊上，论文标题为“Genome Composition and Divergence of the Novel Coronavirus (2019-nCoV) Originating in China”。

对这三种2019-nCoV毒株的基因组序列进行比较显示它们几乎是一样的，在大约29.8 kb的基因组中仅有5个核苷酸不同。对2019-nCoV基因组进行注释后发现它有14个ORF，编码27种蛋白（图1A）。位于这种基因组5"末端的orf1ab和orf1a基因分别编码pp1ab和pp1a蛋白。这两种蛋白总共包含15种nsp，具体为nsp1至nsp10和nsp12至nsp16（图1A）。这种基因组的3"端包含四种结构蛋白（S、E、M和N）和八种辅助蛋白（3a、3b、p6、7a、7b、8b、9b和orf14）。在氨基酸水平上，2019-nCoV与SARS-CoV非常相似，但也有一些显著差异。比如，8a蛋白存在于SARS-CoV中，而在2019-nCoV中不存在；8b蛋白在SARS-CoV中为84个氨基酸，但在2019-nCoV中则较长，为121个氨基酸；3b蛋白在SARS-CoV中为154个氨基酸，但在2019-nCoV中则较短，只有22个氨基酸。还需开展进一步的研究来阐明这些差异如何影响2019-nCoV的功能和发病机理。

图1.2019-nCoV的基因组组成和系统进化树，图片来自Cell Host Microbe, 2020, doi:10.1016/j.chom.2020.02.001。 正如利用分子进化学分析（MEGA）（版本7.0）构建出的基于全基因组的系统进化树（图1B和S2）所显示的那样，2019-nCoV与MERS-CoV、蝙蝠SARS-like CoV和SARS-CoV处于相同的乙型冠状病毒进化枝中。这种系统进化树分为两个进化枝。乙型冠状病毒属构成一个进化枝，而甲型冠状病毒、丙型冠状病毒和丁型冠状病毒属构成另一个进化枝。2019-nCoV与蝙蝠SARS-like CoV平行进化，而SARS-CoV由蝙蝠SARS-like CoV进化而来，这表明就全基因组序列而言，相比于SARS-CoV，2019-nCoV与蝙蝠SARS-like CoV存在更密切的亲缘关系。