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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  来源:赛先生

文章从核酸检测、血清学诊断、病毒分离和受体利用等方面揭示出该冠状病毒的基本生物学特性,为疫情控制和药物研发等工作提供了重要线索。

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

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

1月23日,中国科学院武汉病毒研究所石正丽团队针对引起武汉肺炎疫情的新型冠状病毒的鉴定工作在论文预印网站公布。2月3日,Nature杂志正式发表了这一研究,论文标题标题为“Pneumonia outbreak is associated with a novel coronavirus of likely bat origin”。

文章从核酸检测、血清学诊断、病毒分离和受体利用等方面揭示出该冠状病毒的基本生物学特性,为疫情控制和药物研发等工作提供了重要线索。

研究团队从早期的5位患者样本中获得了该病毒的全基因组序列,来自5位患者的病毒序列相似性达到99.9%,与SARS-CoV的序列一致性为79.5%。通过对病毒保守蛋白氨基酸分析发现2019-nCoV与SARS病毒属于同一种冠状病毒(SARS-related coronavirus, SARSr-CoV)。

作者进一步将2019-nCoV基因组与实验室早期检测的冠状病毒的部分基因序列进行比较,发现该病毒与来源于蝙蝠样本的一株冠状病毒(简称TG13)的基因相似,后对该蝙蝠样本进行测序,获得了蝙蝠病毒TG13的全基因组序列,发现两种病毒序列一致性高达96%。

图1。 高通量测序从病人样本中获得病毒的全基因组序列(a); 2019-nCoV与人SARS病毒和蝙蝠SARSr-CoV同源性分析(b); 利用2019-nCoV的复制酶基因完成的进化分析。

图1。 高通量测序从病人样本中获得病毒的全基因组序列(a); 2019-nCoV与人SARS病毒和蝙蝠SARSr-CoV同源性分析(b); 利用2019-nCoV的复制酶基因完成的进化分析。

值得注意的是,科研团队对患者不同时期的支气管肺泡灌洗液、咽拭子、肛拭子等样本进行了两轮核酸检测,时间分别为2019年12月30日和2020年1月10日,结果发现前一个时间样本的病毒核酸量比后期高约1000倍以上。采用实验室早期储备的SARSr-CoV抗原,对患者血清样本进行了检测,发现患者产生了相应的IgM和IgG抗体(图2)。随后从一位重症患者的支气管肺泡灌洗液中,分离获得了2019-nCoV病毒,电镜观察可见其在细胞内清晰的冠状病毒颗粒形态(图4)。

 图2。 七位患者体内病毒核酸检测(a);一位2019年12月23日出现发病症状的患者体内血清学变化情况(b);七位患者抗体水平检测(c)。

图2。 七位患者体内病毒核酸检测(a);一位2019年12月23日出现发病症状的患者体内血清学变化情况(b);七位患者抗体水平检测(c)。

 图3。 病人信息与诊断史

图3。 病人信息与诊断史

 图4。 2019-nCoV在细胞内的电镜观察。

图4。 2019-nCoV在细胞内的电镜观察。

研究团队发现,2019-nCoV能感染过表达人ACE2(血管紧张素转换酶,SARS-CoV的细胞受体非敏感细胞,表明2019-nCoV可以利用SARS-CoV的相同受体入侵细胞(图5)。

图5。 2019-nCoV在表达有来自于人、蝙蝠、果子狸和小鼠ACE2的HeLa细胞中感染情况。

图5。 2019-nCoV在表达有来自于人、蝙蝠、果子狸和小鼠ACE2的HeLa细胞中感染情况。

在与时间和疫情争分夺秒的赛跑中,该研究在较短时间内,提供了较详细的2019-nCoV病毒的基本生物学特性,并揭示出该病毒可能的自然宿主是蝙蝠。研究还表明2019-nCoV可以利用SARS-CoV的受体感染细胞,为后续疫情防控和药物研究等奠定了重要工作基础。

中科院武汉病毒所周鹏研究员、杨兴娄副研究员和金银谭医院的王先广医生为该论文共同第一作者,武汉病毒所石正丽研究员为通讯作者。武汉病毒所陈全姣、邓菲、严兵、王延轶、肖庚富研究员、金银谭医院黄朝林、陈慧冬医生和湖北省CDC占发先主任医师、刘琳琳副主任医师为共同作者。参加该项目研究的还有武汉病毒研究所的胡犇、张磊、张玮、司昊睿、朱燕、李贝、罗云、郭华、蒋人地、刘美琴、陈静、沈旭蕊、王希、郑小双、赵锴等。

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