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蝙蝠是许多新发人畜共患病病毒的宿主库,包括近年来在澳大利亚和东亚地区暴发的亨德拉和尼巴病毒。蝙蝠能携带大量的病毒,但本身并不表现明显的临床症状,意味着蝙蝠可能有不同的方法来清除病毒感染,这使得蝙蝠成为病毒的潜在宿主库。鉴于蝙蝠的这些特性,及其在亚洲一些国家作为餐桌食物,我们在研究SARS-CoV自然宿主时,把目标锁定为蝙蝠。
2004年3月-12月,我们在广东、广西、湖北和天津四个地区采集了3个科6个属9个种共408只蝙蝠的血清、咽拭子和肛拭子样本,用ELISA和RT-PCR等方法进行了SARS病毒抗体和基因的检测。结果表明,菊头蝠(RhinolophidaeRhinolophus)血清呈现了较高的SARS-CoV抗体阳性,以及RT-PCR阳性。并从肛拭子中直接通过RT-PCR获得了一株类SARS冠状病毒(SL-CoVRp3)的基因组全序列。基因组核苷酸序列分析表明,SL-CoVRp3与SARS-CoVTor2病毒基因组序列同源性达92%,二者的基因组结构也非常相似,除S蛋白同源性为64%外,P、E、M和N蛋白的同源性都在96-100%。分子进化分析表明,蝙蝠体内发现的类SARS冠状病毒与人和果子狸体内的SARS-CoV属于同一进化分支,与其它Ⅱ型冠状病毒有显著差异,我们称之为SARS簇冠状病毒。
除了获得SL-CoVRp3的基因组全序列外,还获得了其它4个阳性样本的N、S和ORF8基因序列。利用已有的SARS-CoV和蝙蝠SL-CoV的N、S和ORF8蛋白序列进行遗传进化树分析,结果表明,蝙蝠SL-CoV的遗传变异远远高于来源于人和果子狸的SARS-CoV,意味着引起2002-2003年SARS暴发的病毒可能来源于蝙蝠。
在蝙蝠体内发现与SARS-CoV相似的病毒后,我们利用HIV假病毒系统从分子水平上探讨了蝙蝠SL-CoV和人SARS-CoVS蛋白与ACE2的相互作用关系。我们首先从皮氏菊头蝠(Rhinolophuspearsoni)体内克隆得到蝙蝠ACE2基因序列(RpACE2),然后构建到Hela细胞形成连续表达ACE2的细胞系。蝙蝠RpACE2大小与人和果子狸ACE2相同(2418bp),核苷酸同源性为85%,氨基酸同源性为81%。假病毒感染实验表明,无论是蝙蝠SARS样冠状病毒的S蛋白还是人SARS-CoV的S蛋白均不能利用蝙蝠的ACE2作受体,说明蝙蝠SL-CoV的受体与SARS-CoV有很大区别。此外,本研究还获得棕果蝠(Rousettusleschenaulti)和鲁氏菊头蝠(Rhinolophusrouxi)的部分ACE2序列序列,分析发现皮氏菊头蝠和鲁氏菊头蝠氨基酸同源性为94%,它们与果蝠的同源性分别为80%和81%,说明ACE2在蝙蝠不同科属中存在多样性。