Являются ли панголины промежуточным хозяином нового коронавируса 2019 года (SARS-CoV-2)?
В своей исследовательской статье, которая опубликована на условиях лицензии об открытом доступе к научным знаниям, с целью популяризации этого движения, которое возникло в результате Будапештской Декларации открытого доступа, заявления Бифезда, Берлинской декларации про открытый доступ к научным и гуманитарным знаниям, ученные приходят к выводу о том, что панголины не передавали вирус человеку.
Прежде, чем статья была опубликована, она была подвергнута рецензии. Так же эта статья открыта для обсуждения и наведения критики другими научными работниками.
После статьи можно найти ссылки, через которые можно ознакомиться с авторами, которые проводили данное исследование, посмотреть индексацию и упоминание имени ученого в научных базах, ознакомиться с другими их статьями, также в этих ссылках приведены контактные данные этих ученых.
Этот проект был поддержан проектом по мониторингу болезней дикой природы и техническому обслуживанию системы раннего оповещения от Национальной администрации лесного хозяйства и пастбищных угодий (2019072) до Чена JP, Специальный проект развития науки и техники GDAS (грант № 2020GDASYL-20200103090, 2018GDASCX-0107) для Лю P., Комиссия по науке и инновациям Гуанчжоу (номер гранта 201804020080) Чену Дж. П., Фонд естественных наук Китая (грант № 31972847), Цзяну Цзянсу, научно-технологический проект Гуанчжоу (грант № 2019001) Чену JP. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.
Вспышка новой коронирусной вирусной болезни 2019 года (COVID-19) в городе Ухань, Китай, привела к более чем 1,7 миллионам лабораторно подтвержденных случаев по всему миру. Недавние исследования показали, что SARS-CoV-2, вероятно, происходил от летучих мышей, но его промежуточные хозяева все еще в основном неизвестны. В этом исследовании мы собрали полный геном коронавируса, идентифицированный у 3 больных малайских ящеров. Молекулярный и филогенетический анализ показал, что этот коронавирус ящера (панголин-CoV-2020) генетически связан с SARS-CoV-2, а также с группой коронавирусов летучих мышей, но не поддерживает SARS-CoV-2, появившийся непосредственно из панголина. -CoV-2020. Наше исследование показывает, что панголины являются естественными хозяевами бета-коронавирусов., Большое наблюдение за коронавирусами у ящеров могло бы улучшить наше понимание спектра коронавирусов у ящеров. В дополнение к сохранению дикой природы, минимизация воздействия дикой природы на людей будет иметь важное значение для снижения риска распространения коронавирусов от диких животных к людям.
Недавно новый коронавирус SARS-CoV-2 вызвал все еще продолжающуюся пандемию. Эпидемиологическое исследование показало, что этот вирус был связан с влажным рынком в Ухане, Китай. Однако точный источник этого вируса до сих пор неизвестен. В этом исследовании мы попытались собрать полный геном коронавируса, идентифицированного из двух групп больных малайских ящеров, которые, вероятно, были контрабандой для торговли на черном рынке. Молекулярный и эволюционный анализы показали, что этот коронавирус панголина, который мы собрали, генетически связан с SARS-CoV-2, но вряд ли является его предшественником. Это исследование показало, что панголины являются естественными хозяевами коронавирусов. Определение спектра коронавирусов у ящеров может помочь понять естественную историю коронавирусов в дикой природе и на границе между животными и людьми.
В декабре 2019 года в Ухане, провинция Хубэй, Китай, произошла вспышка пневмонии с неизвестной причиной, с эпидемиологической связью с оптовым рынком морепродуктов Хуанань, местным рынком живых животных и морепродуктов. Клинические проявления этого заболевания очень напоминали вирусную пневмонию. Благодаря глубокому секвенированию образцов пациентов нижних дыхательных путей был идентифицирован новый коронавирус, названный новым коронавирусом 2019 года [ 1].], название которого затем было определено как SARS-CoV-2. Этот вирус распространился во все провинции Китая и более чем в 200 странах. По состоянию на 11 апреля 2020 г. эпидемия привела к 83 400 лабораторно подтвержденным случаям, из которых 3 349 закончились смертельным исходом в Китае, в то время как 1 643 047 лабораторно подтвержденных случаев и 101 507 смертей в других странах. Глобальное число новых случаев и смертей все еще резко увеличивается.
Для эффективного контроля над заболеванием и предотвращения новых побочных эффектов крайне важно определить происхождение этого нового коронавируса животного происхождения. На влажном рынке в Ухане в пробах окружающей среды отмечались высокие вирусные нагрузки. Однако на этом рынке продавалось множество животных, включая диких животных, и суточное количество и виды животных были очень динамичными. Поэтому остается неясным, какие животные инициировали первые инфекции.
Коронавирусы обычно вызывают инфекции дыхательных путей и желудочно - кишечного тракта и генетически подразделяются на четыре основных родов: Alphacoronavirus , Betacoronavirus , Gammacoronavirus и Deltacoronavirus . Первые два рода преимущественно поражают млекопитающих, тогда как последние два преимущественно поражают птиц [ 2 ]. В дополнение к SARS-CoV-2, другие представители рода Betacoronavirus вызвали вспышки SARS (тяжелый острый респираторный синдром) в 2003 году и вспышки MERS 2012 года (респираторный синдром на Ближнем Востоке) у людей [ 3 , 4]. SARS-CoV и MERS-CoV имеют происхождение летучей мыши, но оба коронавируса имели промежуточного хозяина: пальмовые циветы для SARS-CoV [ 5 ] и верблюдицы для MERS-CoV [ 6 ].
Приблизительно 30000 пар оснований в геноме коронавируса кодируют до 11 белков, включая поверхностный белок Spy (S) гликопротеина, связывающийся с рецепторами на клетке-хозяине, что инициирует вирусную инфекцию. Различные коронавирусы могут использовать разные рецепторы хозяина из-за структурных изменений в рецептор-связывающих доменах их вирусного белка S. SARS-CoV использует ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2) в качестве одного из основных рецепторов [ 7 ] с CD209L в качестве альтернативного рецептора [ 8 ], тогда как MERS-CoV использует дипептидилпептидазу 4 (DPP4, также известную как CD26) в качестве первичного рецептор. Недавнее исследование продемонстрировало, что SARS-CoV-2 использует рецептор SARS-CoV ACE2 для входа и сериновую протеазу TMPRSS2 для примирования белка S [ 9 ].
Вскоре после выпуска генома SARS-CoV-2 ученый выпустил полный геном коронавируса Bat-CoV-RaTG13 от вида летучих мышей Rhinolophus affinis , который был колонизирован в провинции Юнань, почти в 2000 км от Ухани. Bat-CoV-RaTG13 был на 96% идентичен на всем уровне генома с SARS-CoV-2, предполагая, что SARS-CoV-2 может иметь происхождение от летучей мыши [ 1 ]. Однако, поскольку непосредственный контакт с летучей мышью встречается редко, представляется более вероятным, что распространение SARS-CoV-2 на людей от промежуточного хозяина, а не непосредственно от летучих мышей, как это было в случае с SARS-CoV и MERS- покрывается водой
Цель этого исследования состояла в том, чтобы определить генетическую связь между коронавирусом двух групп больных панголинов и SARS-CoV-2 и оценить, могут ли ящеры быть потенциальными промежуточными хозяевами SARS-CoV-2.
Китайские ученные пишут, что "в этом исследовании мы собрали геномы коронавирусов, идентифицированных у больных ящеров, и наши результаты показали, что панголин-CoV-2020 генетически связан как с SARS-CoV-2, так и с группой коронавирусов летучих мышей. Существует высокая идентичность последовательностей между панголином-CoV-2020 и SARS-CoV-2. Однако филогенетический анализ и особая аминокислотная последовательность в S-гене SARS-CoV-2 не подтвердили гипотезу SARS-CoV-2, возникшую непосредственно из панголина-CoV-2020.
Интересно, что геномные последовательности коронавирусов, обнаруженные в двух партиях контрабандных ящеров, перехваченных разными обычаями в разные даты, были связаны с коронавирусами летучих мышей. Кроме того, генетическая идентичность контигов коронавируса, собранных у каждого животного, была чрезвычайно высокой (99,54%). Показания третьего панголина, полученные в июле 2019 г., были относительно менее многочисленными, чем в двух образцах панголина, полученных в марте 2019 г. Хотя неясно, имели ли коронавирусы в этих двух партиях контрабандных панголинов одинаковое происхождение, наши результаты показали, что панголины может быть естественным хозяином для бета-коронавирусов , которые могут быть энзоотическими в панголинах.
Все три экзотических панголина, обнаруженные с помощью бета - коронавирусов, были больны с серьезными респираторными заболеваниями и не были спасены. Тем не менее, эти ящеры были очень стрессовыми при перевозке грузов, когда их перехватывали таможни. Неясно, является ли этот коронавирус распространенной вирусной флорой в дыхательных путях ящеров. Тем не менее, патогенез этого коронавируса в панголинах еще предстоит выяснить.
Филогенетические деревья позволяют предположить, что Bat-CoV-RaTG13 был более генетически близок к SARS-CoV-2 как на уровне отдельных генов, так и на уровне геномной последовательности по сравнению с геномной последовательностью панголина-CoV-2020, собранной в этом исследовании. Рекомбинационный анализ показал, что ген S панголина-CoV-2020 может быть сконструирован из фрагмента Bat-CoV-ZC45 или Bat-CoV-ZXC21 и фрагмента из Bat-CoV-RaTG13. Интересно, что сайт расщепления между S1 и S2 в SARS-CoV-2 имел множественные инсерции (т.е. PRRA) по сравнению с таковыми у Bat-CoV-RaTG13 и панголина-CoV-2020, что может быть результатом дополнительного события рекомбинации. В новом исследовании сообщалось о новом коронавирусе летучей мыши (RmYN02), выявленном в результате метагеномного анализа образцов из 227 летучих мышей, собранных в провинции Юньнань в Китае в период с мая по октябрь 2019 года.11 ]. Таким образом, эти данные свидетельствуют о том, что SARS-CoV-2 возник в результате многочисленных встречающихся в природе событий рекомбинации среди вирусов, присутствующих у летучих мышей и других видов дикой природы.
Белок S коронавирусов связывается с рецепторами хозяина через RBD и играет важную роль в инициации вирусной инфекции и определении тропизма хозяина [ 2 ]. Предыдущее исследование показало, что SARS-CoV-2 и SARS-CoV связываются с одним и тем же рецептором ACE2 [ 9 ]. Наши анализы показали, что панголин-CoV-2020 имеет очень консервативную RBD для этих вирусов по сравнению с MERS-CoV, что позволяет предположить, что панголин-CoV также может использовать ACE2 в качестве своего рецептора. Сравнительный анализ взаимодействия S-белков коронавирусов с ACE2-белками человека и панголинов показал, что S-белки SARS-CoV-2 и панголин-CoV могут потенциально распознавать ACE2 как у людей, так и у ящеров [ 12].]. Недавнее исследование показало, что человеческий ACE2-связывающий хребет в RBD SARS-CoV-2 принимает более компактную конформацию по сравнению с RBD SARS-CoV; Более того, некоторые изменения остатков в RBD SARS-CoV-2 также могут усиливать его сродство к связыванию с ACE2 человека [ 13 ]. Остатки ядра в RBM, которые могут быть связаны с более высокой аффинностью связывания человеческого ACE2, чем SARS-CoV, на 100% идентичны между SARS-CoV-2 и CoV-Pangolin-2020. Следовательно, pangolin-CoV-2020 (CoV-pangolin / GD) потенциально распознает ACE2 человека лучше, чем SARS-CoV.
Помимо RBD, NTD также важен для распознавания ацетилированных сиаловых кислот на гликозилированных рецепторах клеточной поверхности [ 14 ]. Сообщается, что SARS-CoV-2 может связываться с ACE2 человека через вирусную CTD (такую же, как RBD), но не NTD, и что гликан, присоединенный к Asn90 из ACE2 человека, образует водородную связь с Arg408 из ядра RBD [ 15 ]. Этот гликан, взаимодействующий с аргинином, является консервативным между SARS-CoV-2 и панголином-CoV-2. Следовательно, существует структурное сходство в связывании гликана между SARS-CoV-2 и панголином-CoV-2020. С другой стороны, рецептор ACE2 присутствует в панголинах с высокой степенью сохранности последовательности, чем у гомологов генов у людей. Однако зооноз панголина-CoV-2020 остается неясным.
Показано, что коронавирусы имеют широкий спектр хозяев, и некоторые из них могут инфицировать людей [ 16 ]. Таким образом, очень важно определить природный резервуар и тропизм хозяев этих коронавирусов, особенно их способность вызывать зооноз. За последние два десятилетия, помимо SARS-CoV-2, SARS и MERS вызвали серьезные вспышки среди людей, что привело к гибели тысяч людей [ 3 , 4 , 17 , 18 ]. Хотя было показано, что эти три зоонозных коронавируса имеют происхождение от летучей мыши, они, похоже, использовали разные промежуточные хозяева. Например, было предположено, что фермерские пальмовые циветты являются промежуточным хозяином для SARS-CoV, хотя детали связи между летучими мышами и фермерскими пальмовыми циветами остаются неясными [ 19- 21 ]. Совсем недавно было показано, что верблюжьи верблюды в Саудовской Аравии укрывают три разных коронавируса, включая доминирующую линию MERS-CoV, которая была ответственна за вспышки на Ближнем Востоке и в Южной Корее в 2015 году [ 22 ]. Хотя данное исследование не подтверждает, что панголины были бы промежуточными хозяевами для появления SARS-CoV-2, наши результаты не исключают возможности того, что другие панцириновые клетки могли циркулировать в панголинах. Таким образом, наблюдение за коронавирусами у ящеров может улучшить наше понимание спектра коронавирусов у ящеров. В дополнение к сохранению дикой природы, минимизация воздействия дикой природы на людей будет иметь важное значение для снижения риска распространения коронавирусов от диких животных к людям.
Таким образом, мы предполагаем, что панголины могут быть естественными хозяевами бета-коронавирусов с неизвестным потенциалом заражения людей. Однако наше исследование не подтверждает, что SARS-CoV-2 эволюционировал непосредственно из панголина-CoV".
Оригинал статьи здесь: https://cutt.ly/1ySsIIP
Платформа PLOS является некоммерческим издателем открытого доступа, позволяющим исследователям ускорить прогресс в науке и медицине, проводя преобразования в научной коммуникации.