流浪狗是中间宿主？新研究：新冠病毒更可能在哺乳动物消化道中进化

新冠疫情蔓延至今，全球感染人数已接近两百万。科学家们始终在努力地寻找病毒的起源物种，以便了解新冠病毒是如何迈出从其动物宿主跃迁到人类身上这一步的。

目前，在动物体内发现、与新冠病毒最相似的，是石正丽团队在云南省发现的中华菊头蝠体内的冠状病毒，其基因序列相似度达到 96.2%。随后，科学家一直在寻找人类与蝙蝠之间的中间动物宿主，其自身可能会携带多种冠状病毒，并首次将 SARS-CoV-2 传入人群中。

穿甲山被认为是可能的中间宿主，但实际上，从它们身上分离出的冠状病毒与 SARS-CoV-2 的差异很大。“如果向前追溯，这表明该病毒与新冠病毒的共同祖先应该存在于很久以前——大概是 1960 年代。”渥太华大学生物学教授夏旭华说，他目前正在不同物种之间追踪冠状病毒的特征。

在最近一项研究中，夏旭华提出推测：流浪狗或许是将新冠传染给人类的中间宿主；此外，新冠病毒可能是在狗的肠道中进化，从而获得了感染人的能力。该论文发表在 4 月 14 日的《分子生物学和进化》（Molecular Biology and Evolution）杂志上。

“我们的观察结果为新冠病毒的起源和最初传播途径提供了新的假设。”夏旭华说，“新冠病毒的祖先及其谱系中最为接近的蝙蝠冠状病毒感染了犬科动物的肠道，这可能进一步导致病毒在犬科动物体内快速进化并传给人类。”他的这项研究设计利用物质的差异进行天然免疫识别相关内容。为进一步了解详细内容，DeepTech 对夏旭华进行了专访。

图 | 《分子生物学和进化》杂志官网截图（来源：Molecular Biology and Evolution）

抗病毒的 “前哨” 蛋白或更早为新冠疫情敲响警钟

夏旭华长期研究病毒在不同宿主之中的分子特征——当病毒入侵宿主时，它们的基因组往往带有“战斗过的痕迹”；因为它们会通过基因组内的适应性变化，来击退或者逃避宿主免疫系统的“剿灭”。

人类和哺乳动物体内有一种关键的抗病毒前哨蛋白：锌指抗病毒蛋白（Zinc-finger Antiviral Protein，ZAP），它可以通过阻止病毒在宿主体内的增殖，并降解其基因组来阻止病毒的传播。ZAP 能够直接选择性地结合病毒中含有 CpG 二核苷酸的 RNA 序列，抑制病毒的复制。

反过来说，病毒想要入侵到人体内，其目标首先要对准 RNA 基因组中的 CpG 二核苷酸（CpG 岛）。因为 CpG 二核苷酸是人体免疫系统寻找和消灭病毒的“风向标”，CpG 含量越高，病毒越容易被 ZAP 识别并抑制；而当 CpG 含量降低到一定程度时，则意味着病毒已“暗度陈仓”，得以复制并感染宿主。目前这项研究已在多种病毒中得到了一致性验证。

“我们可以把一种病毒病原体中 CpG 含量的降低看作是对公众健康的威胁，而 CpG 含量的增加则会降低这种病毒病原体的威胁。”夏旭华说，“增加 CpG 含量能让宿主体内免疫系统更容易地定位病毒，这与天然疫苗很类似。”在这项研究中，他检测了 GenBank 中所有 1252 个完整的 β- 冠状病毒基因组。GenBank 是美国国家生物技术信息中心（NCBI）建立的 DNA 序列数据库，包含了来自所有可获得的公共来源的 DNA 序列。

他发现，SARS-CoV-2 及其最接近的已知近亲 BatCoV RaTG13 的 CpG 含量在其谱系中是最低的。“大自然让不同的冠状病毒存在于不同的蝙蝠种类中，并允许其基因组发生进化以便降低 CpG 含量，实现自我复制。”

图 | 不同的病毒宿主种类有着不同的 CG% 和 CpG 缺乏程度：其中，SARS-CoV-2 和 BatCoV RaTG13 是最明显的异常值，它们的 ICpG 值非常小，这表明宿主组织对病毒基因组中的 CpG 具有很强的选择性（来源：夏旭华）

“可以发现一个显着的不同，BatCoV RaTG13 谱系中的病毒基因组 CpG 值产生一个孤立且急剧的下降。据报道，该基因是 2013 年从云南省的中华菊头蝠体内取样的，但直到 2019 年底新冠疫情爆发后，武汉病毒所才对其进行了测序。这个蝙蝠的冠状病毒基因组与 SARS-CoV-2 有很近的亲缘关系，共有 96％ 的序列相似性。”夏旭华说。

他随后表示，如果更早的时间，比如在 2013 年就对 BatCoV RaTG13 进行测序，那么可能被发现的 CpG 值下降现象就会是一次预警。“因为其有着两个非常重要的含义。首先，这种病毒可能是在一个 ZAP 体现程度高的组织中进化而来的，病毒基因组在向着降低 ZAP 的水平而努力。其次，更重要的是，病毒的存活状态表明它已成功地避开了 ZAP 主导的抗病毒防御体系。”

简单来说，就是该病毒已变得鬼鬼祟祟，对人类很危险了。

为何说流浪狗有可能，并且病毒更可能在消化道中进化

截至 2020 年 2 月 3 日， GenBank 提供的所有 β- 冠状病毒中有 1127 个独特基因组，其中 927 个基因组有明确的宿主名称。但令人惊讶的是，不同的自然宿主中并没有特别显着的 β- 冠状病毒基因组具有与 SARS-CoV-2 和 BatCoV RaTG13 相近的 ICpG 与 GC% 组合。