编审专家

张宏伟 首都医科大学附属北京佑安医院 感染中心 主任医师

现阶段中国国内新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019,COVID-19）疫情已经基本得到了有效控制。但鉴于2003年暴发的严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome, SARS），与这次的COVID-19疫情都可能与蝙蝠体内的冠状病毒有关，那么蝙蝠体内是否还带有其他类似的病毒呢，它们之间究竟有什么内在联系，是否还会引起大规模暴发呢？

围绕这些问题东北师范大学研究团队利用最新开发的分子植物生态学方法进行了相关研究，并于2020年3月5日在预印本网站bioRxiv上刊登了一篇名为Strong evolutionary convergence of receptor-binding protein spike between COVID-19 and SARS-related coronaviruses的研究论文，中文译名为新型冠状病毒肺炎和严重急性呼吸综合征相关冠状病毒的刺突蛋白具有强趋同进化性。

研究表明，严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2）与严重急性呼吸综合征冠状病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV）都具有很强的适应性趋同进化，这个特性可能促进它们对类似或相同受体的适应性；并且在蝙蝠体内发现到和SARS或SARS-CoV-2相似的冠状病毒，同样在刺突蛋白受体结合域存在趋同进化性，因此研究团队推断，这类病毒可能因为可以预先适应人类宿主受体血管紧张素转化酶2（Angiotensin converting enzyme 2，ACE2），从而将是潜在的新的冠状病毒来源。

论文原文链接为https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.04.975

995v1.full.pdf

论文概要如下。

COVID-19和 SARS冠状病毒，即SARS-CoV-2和SARS-CoV虽然存在较远的亲缘关系，但两者都能够通过血管紧张素转化酶2（ACE2）受体感染人类，并引起相似的临床症状和病理特征，表明两者间的刺突蛋白（S蛋白）可能存在趋同进化。然而其趋同的分子基础仍不得而知。本研究使用最近开发的分子植物生态学方法来研究趋同的分子基础。分析表明，刺突蛋白在SARS-CoV-2和SARS-CoV相关分支沿线经历了大量有意义的达尔文选择。进一步研究显示，SARS-CoV-2和SARS-CoV之间的刺突蛋白的受体结合域（receptor binding domain，RBD）中趋同进化的氨基酸位点比例异常高，甚至导致RBD序列在系统发生上的联合。除了刺突蛋白，研究者还发现其伴侣蛋白ORF3a的趋同进化。结果表明，SARS-CoV-2与SARS-CoV之间具有很强的适应性趋同进化，可能促进它们对类似或相同受体的适应性。最后作者还指出，许多观察到的蝙蝠SARS-like-CoVs与SARS-CoV-2和SARS-CoV的刺突蛋白的RBD序列存在趋同进化，可能预先适应人类宿主受体血管紧张素转化酶2，因此将是潜在的新的冠状病毒来源。

以下是关于东北师范大学研究团队研究论文的解读。

一、SARS-CoV-2和SARS-CoV如何进入宿主体内？

COVID-19和SARS，分别是由SARS-CoV-2和SARS-CoV感染所引起的传染性疾病。但是两种病毒究竟是怎么进入宿主细胞（人体）的呢？

随着对SARS-CoV-2的深入了解，发现其进入宿主体内的过程同SARS-CoV一致，即病毒利用表面刺突蛋白上的受体结合域，与人类细胞上的血管紧张素转化酶2受体紧密结合，从而进入人体体内细胞。

二、SARS-CoV-2和SARS-CoV间有何潜在联系？

既然SARS-CoV-2和SARS-CoV都可以利用病毒表面的刺突蛋白上的受体结合域，结合在人类细胞上的血管紧张素转化酶2受体上，那么两种病毒间是否有潜在的联系呢？答案是肯定的。

东北师范大学通过分子植物生态学方法对两种病毒进行研究分析。发现SARS-CoV-2和SARS-CoV不仅是经历了物竞天择（达尔文选择过程）的自然产物，更为重要的是两者之间的刺突蛋白的受体结合域中表达趋同进化的氨基酸相似位点比例相当高。另外除了刺突蛋白，研究团队还发现了一种叫做ORF3a的共有蛋白，同样也具有趋同进化性。

研究团队通过病毒的分子结构揭示了两者进入人体细胞相似的路径绝非偶然。两种病毒虽然是远亲，但两者间具有相似的趋同进化性，这可能促进它们对类似或相同受体的适应性，通俗地讲就是病毒即使还未“出生”，基因里就带有和人体细胞ACE2受体的高亲和性，很容易进入到人体内。

三、研究对于未来疾病的防控有何意义？

研究团队不仅发现了SARS-CoV-2和SARS-CoV的潜在联系，同样还在蝙蝠体内发现了很多冠状病毒，和SARS或SARS-CoV-2在刺突蛋白受体结合域中拥有很高比例的氨基酸相似位点，可以表达相似的趋同进化性，即蝙蝠体内的其他冠状病毒也具有利用S蛋白上的RBD与人类ACE2受体结合的能力，并且具有很强的适应性。

不难想象，这些病毒可能因为可以预先适应人类的ACE2受体，从而将是潜在的新病毒来源。这预示着将来人类有可能再次遭受同样来自蝙蝠体内病毒所引发的传染病疫情，同时也为未来相关药物、疫苗的研究提供了方向。

参考文献

1 Yonghua Wu.Strong evolutionary convergence of receptor-binding protein spike between COVID-19 and SARS-related coronaviruses. School of Life Sciences, Northeast Normal University.Biorxiv.March 5,2020.