全文编译!复旦大学在Cell期刊上发文，从基因组学角度揭示SARS

考虑到这些密切的进化关系，SARS-CoV-2的基因组结构类似于其他β冠状病毒就不足为奇了，它的基因顺序为5"-复制酶ORF1ab-S-envelope（E）-membrane（M）-N-3"。SARS-CoV-2的较长复制酶ORF1ab基因长度超过21 kb，包含16个预测的非结构蛋白以及许多在功能上可能与SARS-CoV相类似的下游开放阅读框（ORF）。2013年从中国云南省采集的中华菊头蝠中获得的一种相关病毒极大地促进了比较基因组分析。这种病毒称为RaTG13，在核苷酸序列水平上与SARS-CoV-2的相似度约为96％。尽管有这种序列相似性，但是SARS-CoV-2和RaTG13在许多关键基因组特征上还是不同的，可以说，其中最重要的是SARS-CoV-2在S蛋白的S1亚基和S2亚基交界处含有一个多碱性切割位点（polybasic cleavage site）插入。尽管位于S1/S2切割位点附近的多碱性位点存在于包括HCoV-HKU1在内的其他人类冠状病毒和高致病性的病毒毒株中，但是这种可能增加了SARS-CoV-2传染性的插入并不存在于相关的蝙蝠β冠状病毒中。此外，SARS-CoV-2和RaTG13的受体结合结构域（RBD）仅有大约85％的相似度，并且在RBD的六个关键氨基酸残基中仅有一个是相同的。重要的是，序列和结构比较都提示着SARS-CoV-2 RBD非常适合与也被SARS-CoV使用的人ACE2受体结合。重要的是，最近在2019年中期从云南省另一种菊头蝠中取样的病毒（RmYN02）中观察到了在S1/S2切割位点上氨基酸PAA的独立插入，这表明这些插入事件反映了冠状病毒正在进行的进化的一个自然部分。虽然RmYN02在S蛋白上与SARS CoV-2相对不同（?72％序列相似度），但是在较长的复制酶基因上，它与这种人类冠状病毒具有最为密切的亲缘关系（?97%的核苷酸序列相似度）。

尽管SARS-CoV和MERS-CoV与SARS-CoV-2密切相关并且都有蝙蝠宿主，但这两种病毒之间的生物学差异却很明显。如上所述，SARS-CoV-2的传染性明显更高，从而导致与SARS-CoV和MERS-CoV完全不同的流行病学动态。在后两种病毒中，病例数的增长相对较慢，而MERS-CoV从未完全适应人类传播：大多数病例是由于阿拉伯半岛的骆驼溢出造成的，仅零星地发生人与人之间的传播。相比之下，SARS-CoV-2在当地的显著传播最让人吃惊。确定支撑这种传播能力的病毒学特征显然是当务之急。

SARS-CoV-2的人畜共患病起源

COVID-19的出现和迅速传播标志着一场完美的流行病风暴。这是一种毒性相对较高的呼吸道病原体，它来自一个具有跨越物种界限的不寻常本领的病毒家族。它出现在一个主要的人口中心和旅游中心，就在一年中最大的旅游旺季---中国春节---前夕。确实，流行病学模型表明SARS-CoV-2在武汉市被严格隔离之前已经在中国广泛传播也就不足为奇了。

早期基因组比较显示这种与SARS-CoV关系最密切的病毒也来自蝙蝠，这也不足为奇。近年来的采样已经确定了一系列令人印象深刻的蝙蝠冠状病毒，包括RaTG13和RmYN02。因此，对于多种冠状病毒而言，蝙蝠无疑是重要的宿主。尽管如此，蝙蝠在SARS-CoV-2的人畜共患病起源中所起的确切作用尚未确定。特别是，这些与SARS-CoV-2关系最密切的蝙蝠冠状病毒是从距武汉市1500多公里的云南省的动物中取样的。湖北省的蝙蝠冠状病毒相对较少，而且那些已被测序的蝙蝠冠状病毒在系统进化树上与SARS-CoV-2距离相对较远。基于此的一个简单的推断是，我们对蝙蝠病毒的采样强烈偏向某些地理位置。这将需要在以后的研究中加以纠正。此外，尽管96％～97％的序列相似度听起来像是现有的蝙蝠病毒与SARS-CoV-2密切相关，但是实际上这可能代表20多年的序列进化（然而，如果这种病毒在人类中有很强的适应性进化，那么潜在的分子时钟可能以不确定的速度滴答作响）。因此，几乎可以肯定的是，更多的采样将会鉴定出与SARS-CoV-2亲缘关系更近的其他蝙蝠病毒。一个关键问题是这些病毒或来自任何其他动物的病毒是否包含这些关键的RBD突变以及与SARS-CoV-2中相同的弗林蛋白酶样切割位点插入。

尽管蝙蝠很可能是这种病毒的天然宿主，但它们与人类之间的生态隔离使得其他哺乳动物物种很可能充当“中间”或“扩增”宿主，在这些中间宿主中，SARS-CoV-2能够获得在人类中有效传播所需的部分或全部突变。就SARS-CoV和MERS-CoV而言，果子狸和骆驼分别起着中间宿主的作用，尽管MERS-CoV可能在骆驼体内存在了几十年，然后才在人类身上出现，但在多次跨物种事件中，这些动物可能被更好地认为是真正的宿主。为了确定这些中间宿主物种可能是什么，必须对来自湿货市场或居住在人群附近的动物进行更广泛的采样。最近在非法进口到中国南部（广东和广西）的马来亚穿山甲中发现了与SARS-CoV-2密切相关的病毒，这突出说明了这一点。广东穿山甲冠状病毒在RBD上与SARS-CoV-2特别密切相关，包含认为使得与ACE2受体结合的六个关键突变中的全部六个（尽管它们在基因组的剩余部分上与SARS-CoV-2存在更大的差异）。尽管穿山甲因经常被人们非法贩运和处于濒危状态而引起人们极大的兴趣，但是穿山甲携带与SARS-CoV-2相关的病毒强烈表明，各种哺乳动物中都存在大量相关的β冠状病毒但尚未取样。 虽然我们过去在冠状病毒中的经验表明，动物宿主---天然宿主和中间宿主---的进化解释人类SARS-CoV-2出现的必要条件，但是不能排除这种病毒在2019年12月首次被发现之前在一段‘隐性’传播时间内在人类中获得了一些关键突变。特别是，这种病毒可能比预期的更早在人群中出现（也许甚至最早并不在武汉出现），但是由于无症状感染病例，具有轻度呼吸道症状的病例，甚至零星的肺炎病例，它在用于监视和病原体识别的标准系统中并未被观察到。在这段隐性传播期间，这种病毒可能逐渐获得了关键突变（可能包括RBD和弗林蛋白酶切割位点插入），从而使得它能够完全适应人类。直到发生了一系列肺炎病例，我们才能够通过常规监视系统检测到COVID-19。显然，对呼吸道感染的回顾性血清学或宏研究将有助于确定这种情况是否正确，尽管这样的早期病毒可能永远不会被检测到。