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最新研究:新冠肺炎患者早期病毒核酸量更高

2020-02-04 11:20:32  來源:賽先生

文章從核酸檢測、血清學診斷、病毒分離和受體利用等方面揭示出該冠狀病毒的基本生物學特性,為疫情控制和藥物研發等工作提供了重要線索。

(Credit: Dr Linda Stannard/UCT/Science Photo Library)

(Credit: Dr Linda Stannard/UCT/Science Photo Library)

1月23日,中國科學院武漢病毒研究所石正麗團隊針對引起武漢肺炎疫情的新型冠狀病毒的鑒定工作在論文預印網站公布。2月3日,Nature雜志正式發表了這一研究,論文標題標題為“Pneumonia outbreak is associated with a novel coronavirus of likely bat origin”。

文章從核酸檢測、血清學診斷、病毒分離和受體利用等方面揭示出該冠狀病毒的基本生物學特性,為疫情控制和藥物研發等工作提供了重要線索。

研究團隊從早期的5位患者樣本中獲得了該病毒的全基因組序列,來自5位患者的病毒序列相似性達到99.9%,與SARS-CoV的序列一致性為79.5%。通過對病毒保守蛋白氨基酸分析發現2019-nCoV與SARS病毒屬于同一種冠狀病毒(SARS-related coronavirus, SARSr-CoV)。

作者進一步將2019-nCoV基因組與實驗室早期檢測的冠狀病毒的部分基因序列進行比較,發現該病毒與來源于蝙蝠樣本的一株冠狀病毒(簡稱TG13)的基因相似,后對該蝙蝠樣本進行測序,獲得了蝙蝠病毒TG13的全基因組序列,發現兩種病毒序列一致性高達96%。

圖1。 高通量測序從病人樣本中獲得病毒的全基因組序列(a); 2019-nCoV與人SARS病毒和蝙蝠SARSr-CoV同源性分析(b); 利用2019-nCoV的復制酶基因完成的進化分析。

圖1。 高通量測序從病人樣本中獲得病毒的全基因組序列(a); 2019-nCoV與人SARS病毒和蝙蝠SARSr-CoV同源性分析(b); 利用2019-nCoV的復制酶基因完成的進化分析。

值得注意的是,科研團隊對患者不同時期的支氣管肺泡灌洗液、咽拭子、肛拭子等樣本進行了兩輪核酸檢測,時間分別為2019年12月30日和2020年1月10日,結果發現前一個時間樣本的病毒核酸量比后期高約1000倍以上。采用實驗室早期儲備的SARSr-CoV抗原,對患者血清樣本進行了檢測,發現患者產生了相應的IgM和IgG抗體(圖2)。隨后從一位重癥患者的支氣管肺泡灌洗液中,分離獲得了2019-nCoV病毒,電鏡觀察可見其在細胞內清晰的冠狀病毒顆粒形態(圖4)。

 圖2。 七位患者體內病毒核酸檢測(a);一位2019年12月23日出現發病癥狀的患者體內血清學變化情況(b);七位患者抗體水平檢測(c)。

圖2。 七位患者體內病毒核酸檢測(a);一位2019年12月23日出現發病癥狀的患者體內血清學變化情況(b);七位患者抗體水平檢測(c)。

 圖3。 病人信息與診斷史

圖3。 病人信息與診斷史

 圖4。 2019-nCoV在細胞內的電鏡觀察。

圖4。 2019-nCoV在細胞內的電鏡觀察。

研究團隊發現,2019-nCoV能感染過表達人ACE2(血管緊張素轉換酶,SARS-CoV的細胞受體非敏感細胞,表明2019-nCoV可以利用SARS-CoV的相同受體入侵細胞(圖5)。

圖5。 2019-nCoV在表達有來自于人、蝙蝠、果子貍和小鼠ACE2的HeLa細胞中感染情況。

圖5。 2019-nCoV在表達有來自于人、蝙蝠、果子貍和小鼠ACE2的HeLa細胞中感染情況。

在與時間和疫情爭分奪秒的賽跑中,該研究在較短時間內,提供了較詳細的2019-nCoV病毒的基本生物學特性,并揭示出該病毒可能的自然宿主是蝙蝠。研究還表明2019-nCoV可以利用SARS-CoV的受體感染細胞,為后續疫情防控和藥物研究等奠定了重要工作基礎。

中科院武漢病毒所周鵬研究員、楊興婁副研究員和金銀譚醫院的王先廣醫生為該論文共同第一作者,武漢病毒所石正麗研究員為通訊作者。武漢病毒所陳全姣、鄧菲、嚴兵、王延軼、肖庚富研究員、金銀譚醫院黃朝林、陳慧冬醫生和湖北省CDC占發先主任醫師、劉琳琳副主任醫師為共同作者。參加該項目研究的還有武漢病毒研究所的胡犇、張磊、張瑋、司昊睿、朱燕、李貝、羅云、郭華、蔣人地、劉美琴、陳靜、沈旭蕊、王希、鄭小雙、趙鍇等。

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