石正丽最新研究：进化“军备竞赛”塑造病毒及其受体多样性，需持续监控蝙蝠

　　近日，中科院武汉病毒所石正丽团队与福建师范大学生命科学学院欧阳松应教授在预印本平台 bioRxiv 上发表题为“Evolutionary arms race between virus and host drives genetic diversity in bat SARS related coronavirus spike genes”的论文。

　　论文显示：进化的“军备竞赛”(arms race)塑造了病毒及其受体的多样性。鉴定涉及种间传播的关键残基对于预测潜在的病原体、了解病毒如何从野生动物向人类跃迁，非常重要。

　　以前，石正丽团队已经在中华菊头蝠中鉴定出具有不同遗传特征的SARS相关冠状病毒(SARSr-CoV)。而这份最新研究还展现了中华菊头蝠种群中蝙蝠受体ACE2(血管紧张素转化酶2)的高度多样性。这些ACE2变体支持SARS病毒和SARS相关冠状病毒的感染，但对不同刺突蛋白具有不同的结合亲和力。

　　为了评估不同的中华菊头蝠ACE2分子是否会影响SARS病毒和蝙蝠SARS相关冠状病毒的进入，研究者在HeLa细胞中瞬时表达了中华菊头蝠的ACE2的变体，并测试了携带不同刺突蛋白的SARS病毒伪型或蝙蝠SARS相关冠状病毒的进入效率。

　　4株蝙蝠SARS相关冠状病毒按照S1序列可分为4个基因型。简单地说，与SARS病毒的刺突蛋白相比，SARS相关病毒RsWIV1的RBD与SARS病毒具有氨基酸高度同一性；RsWIV16是SARS病毒的近亲，在NTD和RBD均表现氨基酸高相似；Rs4231在NTD上与SARS病毒有着高度的氨基酸相似度；而RsSHC014在NTD和RBD区域与SARS病毒均有差异。

　　与之前的研究结果类似：所有四株具有相同基因组背景但不同刺突蛋白的蝙蝠SARS相关冠状病毒毒株，都可以利用人类ACE2进行相似水平的复制。

　　然而，它们在如何利用中华菊头蝠ACE2方面存在一些差异。所有测试病毒都能有效利用等位基因1、2、4、5进入。具有相同RBD的RsWIV1和RsWIV16则不能使用来自广东的等位基因6(样本ID 1434)。具有相同RBD的Rs4231和RsSHC014不能分别使用来自云南和广东的等位基因7(样本ID 3357)和等位基因8(样本ID 1438)。SARS病毒BJ01与WIV1和WIV16的RBD有很高的相似性，能够在假型感染实验中使用与Rs4231和RsSHC014相同的蝙蝠ACE2等位基因。

　　这些结果表明，病毒进入细胞都受到刺突RBD和中华菊头蝠 ACE2变异体的影响。

　　SARS相关冠状病毒刺突蛋白对人ACE2拥有更高结合亲和力，显示这些病毒具有向人类跃迁传染的能力。ACE2和SARS相关冠状病毒刺突蛋白之间的界面处残基的正向选择，表明它们之间存在长期和持续的协同进化动力学。因此，持续监视蝙蝠中的这一组病毒对于预防下一个SARS样疾病非常必要。

　　这些结果表明SARS新冠病毒刺突蛋白和蝙蝠ACE2可能随着时间的推移而互相进化，并经历彼此的选择压力，从而触发了进化的“军备竞赛”动力学。这进一步证明了，中华菊头蝠是SARS相关冠状病毒的天然宿主。