摘要新发再发传染病对全球人类的健康、经济和安全构成重大威胁。在过去20年内,由严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)和严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)引发的疫情对全球的公共卫生造成了重大威胁。截止到2023年2月,SARS-CoV-2仍在全球流行,该大流行已导致超过7亿人感染以及687万人死亡(https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019)。冠状病毒具有广泛的宿主谱,容易发生变异和溢出事件[1-3]。蝙蝠被认为是多种冠状病毒的天然宿主。因此,对一些蝙蝠物种所携带的冠状病毒进行持续追踪,了解其跨物种传播的潜能和发生人畜共患的潜力,对公共卫生的预防和控制具有重要意义。<br> 2021年,研究人员从过往采集的柬埔寨蝙蝠样本中检测到两株冠状病毒RshSTT182和RshSTT200的基因序列[4]。这两株病毒序列的发现拓宽了沙贝病毒亚属中SARS-CoV-2相关冠状病毒的地理分布[4]。RshSTT182和RshSTT200与SARS-CoV-2在全基因组水平上有92.6%的一致性,刺突蛋白的受体结合区域(receptorbindingdomain,RBD)与SARS-CoV-2氨基酸序列一致性为84.3%(两株病毒的RBD具有相同的序列)。冠状病毒RshSTT182/200是否存在潜在跨种传播到人或与人密切接触的动物的风险成为重要的科学问题。<br> 在本研究中,我们发现RshSTT182/200RBD结合人类血管紧张素转化酶2(humanangiotensinconvertingenzyme2,hACE2),亲和力为18μM,相较于SARS-CoV-2RBD与hACE2的亲和力低三个数量级(KD=18.9nM)。其次我们通过结构生物学的方法解析了RshSTT182/200RBD与hACE2的复合物晶体结构,揭示了RshSTT182/200RBD结合hACE2的分子机制和关键位点。我们发现RshSTT182/200RBD的D487N单点突变能够极大提高其与hACE2的亲和力,而多种沙贝病毒中广泛存在的β4β5环区域的氨基酸缺失是影响RBD和hACE2互作的重要因素。我们还发现RshSTT182及其突变体的假病毒拥有感染HeLa-hACE2细胞的能力,但是感染效率较低。这些发现表明RshSTT182/200仍需继续进化才可能跨越种间屏障传播到人类,但是鉴于这两株病毒是在对2010年样本的回顾性测序中发现,并不能代表柬埔寨地区目前冠状病毒的进化现状,这提示我们仍需持续监测柬埔寨地区RshSTT182和RshSTT200及其他冠状病毒的进化和流行情况。<br> 病毒入侵是病毒感染过程的关键步骤,而病毒能否识别宿主细胞的特定受体是病毒入侵的先决条件,检测病毒与细胞受体之间的结合能力可以有效评估病毒的潜在宿主范围。我们分别通过流式细胞术和表面等离子共振(surfaceplasmonresonance,SPR)技术测定RshSTT182/200RBD与不同物种ACE2相互作用的能力,从而评估RshSTT182/200的受体识别谱。我们检测了39个物种的ACE2(包括18种蝙蝠物种的ACE2)与RshSTT182/200RBD的互作,结果发现RshSTT182/200RBD能够广泛地结合其中21个物种的ACE2,但它们之间互作普遍比较微弱,大部分的亲和力处于微摩尔水平。虽然RshSTT182/200是蝙蝠来源的冠状病毒,但其RBD只结合18种蝙蝠中的5种ACE2,其蝙蝠受体结合谱比SARS-CoV-2更窄。此外,我们通过假毒感染实验发现狐狸和中菊蝠的ACE2受体能够有效介导RshSTT182假毒入侵细胞,表明在具有高亲和力ACE2受体的易感物种中,RshSTT182和RshSTT200有发生病毒溢出事件的可能性。上述结果揭示了RshSTT182/200的潜在宿主范围,提示对易感动物宿主进行监测的重要性。<br> 同时,我们还研究评估了COVID-19康复患者与ZF2001?疫苗接种者的血清和8株治疗性单克隆抗体对RshSTT182/200的交叉免疫反应,发现SARS-CoV-2免疫原诱导产生的抗体对于RshSTT182/200仍有一定的交叉中和效果,但是中和水平存在不同程度的下降,表明SARS-CoV-2免疫原诱导的机体免疫应答能够对蝙蝠来源的沙贝病毒亚属病毒RshSTT182和RshSTT200提供一定的交叉保护,但是RshSTT182/200仍具有对现有的SARS-CoV-2疫苗和单克隆抗体的免疫逃逸潜力。这些结果为针对具有大流行潜力的冠状病毒进行通用疫苗设计提供了有用信息,凸显了制定针对性预防策略的重要性。
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