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SARS冠状病毒(SARSCoronavirus，SARS-CoV)是一种新的冠状病毒，对SARS-CoV基因序列的分析显示，该病毒与其它已知家畜和人类冠状病毒呈现很大差异，表示这种冠状病毒应该已经独立进化很长时间。对SARS病人和正常人之间的血清抗体分析也表明，人类在这次SARS爆发之前血清内并不广泛存在SARS-CoV的抗体。2003年5月，深圳市疾病预防控制中心和香港大学的科学家在深圳东门市场的果子狸身上分离到SARS-CoV样病毒，与人SARS-CoV同源性高达99.8﹪。2004年1月新增的SARS病人被证实为果子狸SARS-CoV传染所致，果子狸在病毒向人传播的过程中是SARS-CoV的中间宿主。
对人SARS-CoV和果子狸SARS-CoV的进化分析发现，SARS-CoV的S基因经受了较强的进化选择压力。冠状病毒的S蛋白是位于病毒囊膜上最主要的结构蛋白，在病毒侵染宿主过程中发挥着重要的功能。SARS-CoVS蛋白的变异进化过程可能反映了病毒跨宿主传播的过程和对不同宿主的逐步适应。人SARS-CoV的受体是人Angiotensin-convertingenzyme2(humanACE2)蛋白，由于S蛋白上的受体结合区(Receptorbindingdomain，RBD)是SARS-CoV与特定靶细胞结合的重要功能区，其氨基酸序列信息可以提供潜在的SARS-CoV跨宿主传播的线索。本文的研究目的是通过比较人SARS-CoV和果子狸SARS-CoV的RBD区的基因序列信息，寻找和鉴定影响SARS-CoV感染不同宿主的关键氨基酸突变，从而在分子水平上阐释SARS-CoV的跨宿主传播过程。
本文中，我们分析了104株SARS-CoV分离株S蛋白的RBD区基因序列。发现果子狸型SARS-CoV和人型SARS-CoV的RBD区，主要有六个氨基酸突变(344，360，472，479，480，487)，我们在人SARS-CoV分离株BJ01的基础上，将这六个氨基酸残基组合替换为果子狸型SARS-CoV的氨基酸残基，用SARS-CoV假病毒系统分析发现，凡是带有N479K/T487S双突变的S蛋白的假病毒，都失去了利用人ACE2侵染细胞的能力。
S蛋白与ACE2的相互作用是一个动态的连续过程，在这个过程，RBD与受体的结合(binding)是启动后续过程的第一步，为了确定RBD区的这两个点突变对S蛋白与ACE2的结合(binding)的影响，我们用哺乳动物细胞表达了BJ01S蛋白的前14-501个氨基酸与人免疫球蛋白Fc段的融合蛋白及相应的突变体(F360S，N479K、T487S、N479K/T487S)，并检测了这些蛋白与人ACE2表达细胞的亲和性，N479K或T487S都可以降低融合蛋白与人ACE2表达细胞的亲和性，而含有N479K/T487S的S-Fc融合蛋白几乎失去了与人ACE2表达细胞的亲和能力。以上这些研究表明，S蛋白的N479和T487对人ACE2介导的SARS-CoV的侵染(Entry)起关键作用。
为了确定479位和487位氨基酸突变在SARS-CoV跨宿主传播过程中的作用，我们分别构建了果子狸SARS-CoV分离株SZ3的S基因，以及SZ3-N479，SZ3-T487，和SZ3-N479/T487的突变S基因，用这些S基因包装制备的假病毒感染人ACE2表达细胞发现，将果子狸SZ3分离株的S蛋白的479位和487位氨基酸残基替换为相应的病毒后，可以增加其侵染能力100倍。因此，479和487位的氨基酸残基的突变可能在SARS-CoV跨宿主传播过程中起关键作用。