南京农业大学&中国科学院微生物所联合发表重磅Nature!发现新型貂冠状病毒,存在感染人类风险

南京农业大学&中国科学院微生物所联合发表重磅Nature!发现新型貂冠状病毒,存在感染人类风险

来源:生命科学前沿

回溯历史,SARS、MERS与COVID-19三大公共卫生危机,均源于动物宿主的病毒跨物种传播——蝙蝠作为自然宿主,经果子狸、骆驼等中间宿主最终感染人类。

近日,南京农业大学粟硕、中国科学院微生物所毕玉海、南京农业大学张水军联合团队在《Nature》刊发重磅研究:A MERS-CoV-like mink coronavirus uses ACE2 as entry receptor,再度拉响警报。研究发现,养殖貂体内携带的新型貂呼吸道冠状病毒(MRCoV)不仅能在貂群中快速传播,更具备跨物种感染人类的潜在风险。

研究首次解析该病毒利用人类ACE2受体入侵细胞的分子机制,证实高密度养殖的毛皮动物养殖场或成为下一个病毒跨物种传播的“温床”,为全球疫病防控体系敲响了尖锐的警钟。

科研团队运用宏基因组技术,在患病貂的肺组织和肠道样本中精准锁定新型病毒——MRCoV的基因序列,成功确认其为疫情“罪魁祸首”。

随后,研究人员从貂肺组织中分离出MRCoV毒株,并在实验室完成病毒培养,观察到该病毒引发细胞融合等与SARS-CoV-2高度相似的病变特征。电子显微镜成像显示,MRCoV呈现直径约100纳米的球形颗粒,表面密布标志性刺突蛋白,尽显冠状病毒典型形态。

通过深度基因组测序分析,科研人员证实MRCoV隶属于merbecovirus亚属,且与蝙蝠携带的HKU5病毒亲缘关系紧密,暗示其极有可能通过跨物种传播,从蝙蝠宿主“跳跃”至养殖貂群。

研究团队发现,冠状病毒MRCoV通过其刺突蛋白的受体结合域(RBD)与宿主细胞相互作用,其入侵机制与SARS-CoV-2类似,均以血管紧张素转换酶2(ACE2)为受体,而非MERS-CoV所使用的DPP4受体。

实验结果显示,MRCoV对多种哺乳动物细胞均具有感染能力,其中对貂源ACE2(NvACE2)的亲和力最为显著,其次为蝙蝠和人类ACE2受体。

值得注意的是,该病毒在未经适应性突变的情况下即能有效感染人类细胞,展现出强大的跨物种传播潜力。

进一步的宿主范围分析表明,MRCoV还可感染穿山甲、獾、灵长类及猪等多种哺乳动物细胞,提示其可能存在广泛的动物宿主范围。

研究团队借助冷冻电子显微镜,以3.0Å的原子级分辨率,精准解析了MRCoV刺突蛋白受体结合域(RBD)与貂ACE2的复合物结构。结构显示,二者通过氢键、盐桥及范德华力形成稳固互作。

值得关注的是,尽管MRCoV的RBD与MERS-CoV在结构上呈现相似性(后者选择DPP4为受体),但它与ACE2的结合模式却与SARS-CoV-2高度吻合,印证了冠状病毒在受体利用策略上的“趋同进化”现象。。

基因溯源结果显示,MRCoV与蝙蝠携带的HKU5病毒存在高度亲缘性,这一发现强烈暗示其可能经历了从蝙蝠到貂的跨物种传播历程。更具突破性的是,研究证实仅需对HKU5病毒RBD中的两个氨基酸进行替换——将S468变为F、S548变为R,就能使其突破宿主限制,从只能感染蝙蝠细胞转变为具备感染貂细胞的能力。

在高密度养殖、人与动物频繁接触的貂养殖场,MRCoV的这种进化潜能尤为危险。更令人担忧的是,研究团队推测,该病毒或已在貂群中隐匿传播多时,持续积累的适应性突变,很可能已使其感染人类细胞的能力显著增强。

貂作为全球大规模养殖的毛皮动物,曾因新冠疫情期间发生的人-貂-人传播事件引发关注,而MRCoV更展现出令人不安的感染特性——它无需基因突变,即可直接利用人类细胞表面ACE2作为入侵受体,且在人类细胞内的复制效率极高,已完全具备感染人类的生物学基础。

高密度养殖的貂场中,动物密集接触、与野生动物的潜在交叉感染,叠加频繁出入的养殖人员,共同构成了病毒跨物种传播的“温床”。值得关注的是,现有针对SARS-CoV-2的抗病毒药物,如尼马特韦和核苷类似物NHC,对MRCoV展现出显著抑制效果(半数有效浓度EC50约50 nM),为紧急防控提供了药物储备。

然而,现有新冠疫苗诱导产生的抗体却难以中和MRCoV,这意味着开发MRCoV特异性疫苗与治疗方案已迫在眉睫。

貂呼吸道冠状病毒(MRCoV)研究揭示病毒特性,敲响全球公共卫生警钟。防控动物源性传染病需落实“同一健康”理念,构建人、动物与环境健康协同管理体系。

后续研究应借助标准化动物模型,评估MRCoV致病性与传播风险;公共卫生防控需建立毛皮养殖场、野生动物市场等重点区域病原体监测网络,结合宏基因组测序等技术构建预警系统。

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