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穿山甲冠状病毒

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穿山甲冠状病毒
病毒分类 编辑
（未分级）： 病毒 Virus
域： 核糖病毒域 Riboviria
界： 正核糖病毒界 Orthornavirae
门： 小核糖病毒门 Pisuviricota
纲： 小南嵌套病毒纲 Pisoniviricetes
目： 套式病毒目 Nidovirales
科： 冠状病毒科 Coronaviridae
属： 乙型冠状病毒属 Betacoronavirus
亚属： SARS乙型冠状病毒亚属 Sarbecovirus
种：
SARSr-CoV
毒株：
穿山甲冠状病毒 Pangolin CoV

穿山甲冠状病毒（Pangolin CoV；Pan SL-CoV）为感染穿山甲的冠状病毒，属严重急性呼吸道综合征相关冠状病毒（SARSr-CoV），包含许多不同病毒株，最早于2019年在广州被查获走私的马来穿山甲身上发现。2019冠状病毒病疫情爆发后，广东与广西截获的走私穿山甲身上再次发现了冠状病毒，这些病毒株基因组序列皆与造成疫情的SARS-CoV-2相似，且在与宿主受体结合的受体结合结构域（RBD）相似度特别高，是已知病毒中与其RBD相似度最高者，不过穿山甲冠状病毒在SARS-CoV-2演化中扮演的角色仍有待进一步厘清。截至2021年 (2021-Missing required parameter 1=month!)，穿山甲是除蝙蝠外，唯一被发现带有SARS-CoV-2相关病毒的动物[1]。

发现与研究

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马来穿山甲

2019年3月24日，21只被中国海关没收的马来穿山甲被送至位于广州的广东省野生动物救护中心，这些穿山甲的健康状况不佳，其中16只随后死亡，解剖后发现它们肺脏肿大、起泡与纤维化，少数个体还有肝肿大和脾肿大（英语：splenomegaly）的症状。广东省科学院动物研究所和广州动物园的研究人员从11只死亡的穿山甲身上采集有明显病理特征的肺、淋巴与脾脏等组织样本，经DNA测序后，发现样本中含有28科的多种病毒序列，其中有些序列属于严重急性呼吸道综合征相关冠状病毒（SARSr-CoV），惟不能确定穿山甲的症状是何种病毒造成[2]。2019冠状病毒病疫情爆发后，他们进一步研究这些穿山甲冠状病毒，发现其基因组序列与造成疫情的SARS-CoV-2相似度为91%，命名为Pangolin-CoV-2020[3][4]。

疫情爆发后，2020年2月7日，华南农业大学发布一项研究成果，在穿山甲体内发现与SARS-CoV-2序列高度相似的冠状病毒[5]。研究人员分析了一批2019年广东海关截获走私、健康状况不佳的马来穿山甲样本，许多穿山甲随后死亡，且肺部有严重的病理特征。实验结果显示这些样本中含有冠状病毒[注 1]，以样本感染细胞后，可在电子显微镜下观察到病毒颗粒。此病毒的基因组长29825nt，全基因组核酸序列与SARS-CoV-2的相似度为90.1%，且两者在刺突蛋白（S）与宿主细胞受体ACE2结合的受体结合结构域（receptor binding domain, RBD）相似度更高，仅有一个氨基酸不同，其中与宿主受体结合所需的5个关键氨基酸皆相同[注 2][6]。

另一由北京微生物与流行病学研究所、香港大学与广西医科大学组成的研究团队指出2017年至2019年广东与广西截获走私自东南亚的马来穿山甲样本中含有SARSr-CoV，与SARS-CoV-2全基因组核酸序列相似度介于85.5%至92.4%之间，其中广东的样本仅建构出长21505nt的部分基因组，广西的样本则定出了长29365至29533nt的完整基因组，分别以两地拼音的缩写GD与GX命名，广东的样本（GD）与SARS-CoV-2更加接近，彼此关系如下图所示[1]：

SARS-CoV-2与相关病毒株的系统发生树[8][9] :

 
 

Rc-o319 与SARS-CoV-2相似度81 % · 角菊头蝠 · 日本岩手县 （2013年采集、2020年发表）[10]

 
 
 
 

SL-ZXC21 88 % · 小菊头蝠 · 中华人民共和国浙江舟山（2015年采集、2018年发表）[11]

 
 

SL-ZC45 88 % · 小菊头蝠 · 中华人民共和国浙江舟山（2017年采集、2018年发表）[11]

 
 
 
 

Pangolin-CoV-GX 85.5 % · 马来穿山甲 · 东南亚 （2017年采集、2020年发表）[1]

 
 
 

Pangolin-CoV-GD 90.1 % · 马来穿山甲 · 东南亚 （2019年采集、2020年发表）[12]

 
 
 
 

RshSTT182 92.6 % · 扁颅菊头蝠（英语：Rhinolophus shameli） · 柬埔寨上丁省 （2010年采集、2021年发表）[9]

 
 

RshSTT200 92.6 % · 扁颅菊头蝠 · 柬埔寨上丁省 （2010年采集、2021年发表）[9]

 
 
 
 

RacCS203（英语：RacCS203） 91.5 % · 大角菊头蝠（英语：Rhinolophus acuminatus） · 泰国差春骚府 （2020年采集、2021年发表）[8]

 
 

RmYN02 93.3 % · 马来亚菊头蝠 · 中华人民共和国云南勐腊 （2019年采集、2020年发表）[13]

 
 
 
 

RaTG13 96.2 % · 中菊头蝠 · 中华人民共和国云南墨江 （2013年采集、2020年发表）[14]

 
 

BANAL-52 96.8 % · 马来亚菊头蝠 · 寮国永珍省 （2020年采集、2022年发表）[15]

 
 

SARS-CoV-2 100 %

 
 
 
 
 
 
 
 

SARS-CoV 79%

 
  蝙蝠病毒
  穿山甲病毒
  人类病毒

SARS-CoV-2与广东穿山甲病毒（GD）的RBD氨基酸序列的相似度高达97.4%，和广西穿山甲病毒（GX）RBD的相似度也有86.8%，相较之下蝙蝠病毒RaTG13虽全基因组序列和SARS-CoV-2更为接近（96.2%），但RBD氨基酸序列与其相似度只有89.2%。广东穿山甲病毒RBD中的5个关键氨基酸都与SARS-CoV-2的相同，而RaTG13仅有1个与其相同[注 3]。穿山甲冠状病毒在RBD与SARS-CoV-2的高度相似可能是病毒曾发生基因重组所致，也可能仅是趋同演化造成的巧合。另外穿山甲冠状病毒也不具有SARS-CoV-2刺突蛋白中S1与S2间可以被弗林蛋白酶切割而增加感染效率的脯胺酸-精胺酸-精胺酸-丙胺酸（PRRA）序列[1]。

截止2020年的NCBI上穿山甲冠状病毒及SARS-CoV-2相关病毒的演化树（以MEGA制成）

演化

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截至2021年 (2021-Missing required parameter 1=month!)，穿山甲冠状病毒是除蝙蝠病毒外，唯一一种在其他动物身上发现的SARS-CoV-2相关病毒，且在广东、广西等地截获的走私个体中被多次发现，显示穿山甲可能是SARS-CoV-2的自然宿主或中间宿主[1]。此病毒虽RBD序列和SARS-CoV-2高度相似，但整体序列与其相似度低于RaTG13病毒，因此SARS-CoV-2的直接来源较有可能是蝙蝠病毒[注 4]，但这些病毒可能曾与穿山甲冠状病毒（或相关病毒）发生基因重组而获得其RBD的序列。穿山甲冠状病毒在SARS-CoV-2演化中扮演的角色尚有待厘清，惟穿山甲为保育类动物，因此较难取得样本进行研究[6]。目前发现的穿山甲冠状病毒都是来自被海关拦截的走私个体，皆在运送途中受到不当对待，健康状况十分不佳，不清楚冠状病毒是否普遍存在于野生穿山甲体内[3]。

注脚

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  1. ^ 但不能确定其症状是否是冠状病毒感染造成[6]。
  2. ^ 白胺酸455、苯丙胺酸486、麸酰胺酸493、天门冬酰胺501与酪氨酸505[7]。
  3. ^ 广西穿山甲病毒RBD中的5个关键氨基酸也只有1个和SARS-CoV-2的相同[1]。
  4. ^ SARS-CoV与MERS的来源也被认为是蝙蝠病毒[6]。

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Lam, Tommy Tsan-Yuk; et al. Identifying SARS-CoV-2-related coronaviruses in Malayan pangolins. Nature. 2020, 583 (7815): 282–285. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/s41586-020-2169-0. 
  2. ^ Liu, Ping; Chen, Wu; Chen, Jin-Ping. Viral Metagenomics Revealed Sendai Virus and Coronavirus Infection of Malayan Pangolins (Manis javanica). Viruses. 2019, 11 (11): 979. ISSN 1999-4915. doi:10.3390/v11110979. 
  3. ^ 3.0 3.1 Perlman, Stanley; et al. Are pangolins the intermediate host of the 2019 novel coronavirus (SARS-CoV-2)?. PLOS Pathogens. 2020, 16 (5): e1008421. ISSN 1553-7374. doi:10.1371/journal.ppat.1008421. 
  4. ^ Zhang, Tao; Wu, Qunfu; Zhang, Zhigang. Probable Pangolin Origin of SARS-CoV-2 Associated with the COVID-19 Outbreak. Current Biology. 2020, 30 (7): 1346–1351.e2. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2020.03.022. 
  5. ^ David Quammen. Did Pangolin Trafficking Cause the Coronavirus Pandemic?. The New Yorker. 2020-08-24 [2021-01-22]. （原始内容存档于2021-04-13）. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 Xiao, Kangpeng; et al. Isolation of SARS-CoV-2-related coronavirus from Malayan pangolins. Nature. 2020, 583 (7815): 286–289. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/s41586-020-2313-x. 
  7. ^ Andersen, Kristian G.; Rambaut, Andrew; Lipkin, W. Ian; Holmes, Edward C.; Garry, Robert F. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature Medicine. 2020. ISSN 1078-8956. doi:10.1038/s41591-020-0820-9. 
  8. ^ 8.0 8.1 Wacharapluesadee S, Tan CW, Maneeorn P, Duengkae P, Zhu F, Joyjinda Y, et al. Evidence for SARS-CoV-2 related coronaviruses circulating in bats and pangolins in Southeast Asia. Nature Communications. February 2021, 12 (1): 972. PMC 7873279 可免费查阅. PMID 33563978. doi:10.1038/s41467-021-21240-1 可免费查阅. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Hul V, Delaune D, Karlsson EA, Hassanin A, Tey PO, Baidaliuk A, et al. A novel SARS-CoV-2 related coronavirus in bats from Cambodia. bioRxiv: 2021.01.26.428212. 26 January 2021. doi:10.1101/2021.01.26.428212 （英语）. 
  10. ^ Murakami, Shin; Kitamura, Tomoya; Suzuki, Jin; Sato, Ryouta; Aoi, Toshiki; Fujii, Marina; Matsugo, Hiromichi; Kamiki, Haruhiko; Ishida, Hiroho; Takenaka-Uema, Akiko; Shimojima, Masayuki; Horimoto, Taisuke. Detection and Characterization of Bat Sarbecovirus Phylogenetically Related to SARS-CoV-2, Japan. Emerging Infectious Diseases. 2020, 26 (12): 3025–3029. ISSN 1080-6040. doi:10.3201/eid2612.203386. 
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  12. ^ Xiao, Kangpeng; Zhai, Junqiong; Feng, Yaoyu; Zhou, Niu; Zhang, Xu; Zou, Jie-Jian; Li, Na; Guo, Yaqiong; Li, Xiaobing; Shen, Xuejuan; Zhang, Zhipeng; Shu, Fanfan; Huang, Wanyi; Li, Yu; Zhang, Ziding; Chen, Rui-Ai; Wu, Ya-Jiang; Peng, Shi-Ming; Huang, Mian; Xie, Wei-Jun; Cai, Qin-Hui; Hou, Fang-Hui; Chen, Wu; Xiao, Lihua; Shen, Yongyi. Isolation of SARS-CoV-2-related coronavirus from Malayan pangolins. Nature. 2020-07-09, 583 (7815): 286–289. doi:10.1038/s41586-020-2313-x. 
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  15. ^ Temmam, Sarah; Vongphayloth, Khamsing; Baquero, Eduard; Munier, Sandie; Bonomi, Massimiliano; Regnault, Béatrice; Douangboubpha, Bounsavane; Karami, Yasaman; Chrétien, Delphine; Sanamxay, Daosavanh; Xayaphet, Vilakhan; Paphaphanh, Phetphoumin; Lacoste, Vincent; Somlor, Somphavanh; Lakeomany, Khaithong; Phommavanh, Nothasin; Pérot, Philippe; Dehan, Océane; Amara, Faustine; Donati, Flora; Bigot, Thomas; Nilges, Michael; Rey, Félix A.; van der Werf, Sylvie; Brey, Paul T.; Eloit, Marc. Bat coronaviruses related to SARS-CoV-2 and infectious for human cells. Nature. 16 February 2022. doi:10.1038/s41586-022-04532-4. 
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