Nature Microbiology：為什么有些病毒比其他病毒具有更大的“大流行潛力”？

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-08-01 13:27:00【大中小】

摘要：與SARS-CoV-2最接近的兩種已知近親的一對蝙蝠冠狀病毒——盡管在基因上與引起covid -19的病毒相似，但可能在人群中傳播不良。

耶魯大學的一項新研究顯示，與SARS-CoV-2最接近的兩個已知親戚——老撾研究人員發現的一對蝙蝠冠狀病毒——盡管在基因上與引起covid -19的病毒相似，但可能在人群中傳播不良。

7月29日發表在《自然微生物學》(Nature Microbiology)雜志上的這一發現為解釋為什么有些病毒比其他病毒具有更大的“大流行潛力”以及研究人員如何在病毒傳播之前識別出具有大流行潛力的病毒提供了線索。

圖1 嚴重急性呼吸系統綜合征冠狀病毒2型相關蝙蝠病毒逃避人類固有免疫，但缺乏有效的傳播能力

一種病毒要引起大流行，它需要能夠在人與人之間傳播，進入人體細胞，避開人體的防御系統，并引起疾病。導致COVID-19大流行的SARS-CoV-2病毒已經能夠做到這一切。但目前還不清楚為什么它如此有效。

“我們不知道是什么讓一種病毒具有大流行的潛力，這些蝙蝠菌株在基因上與SARS-CoV-2相同97%，我們認為，因為它們是已知的病毒最接近的親戚，它們的表型行為——或者它們感染和引起疾病的方式——將與SARS-CoV-2相似。但我們發現事實并非如此。”Mario Peña-Hernández說。

雖然蝙蝠冠狀病毒能夠有效地進入一些人類細胞并逃避防御系統(通常比SARS-CoV-2更好)，但它們并沒有在倉鼠之間很好地傳播或傳播，而是在小鼠中引起了更輕微的疾病。

Peña-Hernández說:“這些發現告訴我們，我們不能僅僅從基因組中判斷哪些病毒株有能力制造一場大流行。”

在這項研究中，研究人員使用了這兩種蝙蝠冠狀病毒的副本，并測試了它們感染實驗室培養的人類呼吸道細胞和嚙齒動物的能力。這項工作是在該大學最高的生物安全標準下進行的。(具體而言，試驗是在生物安全3+級下進行的，要求包括限制進入實驗室，配備專門的個人防護設備和呼吸器，并在負壓設施的生物防護柜中進行實驗)。

研究人員發現，雖然這兩種蝙蝠冠狀病毒可以有效地感染從人類支氣管(連接氣管和肺的氣道)中分離出來的細胞，但它們在鼻子細胞中復制得不好。

“了解這一點很重要，因為大多數病毒傳播可能發生在鼻子里。這些病毒不會像SARS-CoV-2那樣在鼻子中復制，這可能是它們無法在動物模型中傳播的一個重要指標。”

人體有兩種類型的免疫保護:先天免疫——一種廣泛的、普遍的、第一道防線——和適應性免疫，它隨著時間的推移而發展，可以防止個人已經接觸過的更具體的病原體。先天免疫對人們可能沒有適應性免疫的新型病毒尤其重要。在這項研究中，研究人員發現，這兩種蝙蝠冠狀病毒能夠逃避某些對抗感染的先天免疫分子。

圖2 BANAL-236尖峰NTD與SARS-2和BANAL-52不同

該研究的資深作者Wilen說:“因此，病毒可以感染氣道細胞，避開人體的防御，但它們仍然無法在動物之間傳播。SARS-CoV-2可以逃避先天免疫并傳播，所以這向我們表明，這些蝙蝠冠狀病毒缺乏SARS-CoV-2所擁有的東西。”

這些病毒缺少的一個東西是被稱為“furin切割位點”的分子位。在SARS-CoV-2和其他一些病毒中，病毒的刺突蛋白可以被一種叫做furin的酶切斷，以便病毒有效地進入人體細胞。先前的研究發現，缺乏該位點的突變版本的SARS-CoV-2不太容易傳播，導致的疾病不那么嚴重。在這項新研究中，研究人員還發現，沒有這個切割位點的SARS-CoV-2在鼻細胞中不能很好地復制，就像這兩種蝙蝠冠狀病毒一樣。在倉鼠中，缺乏furin裂解位點的病毒很快就會被那些有furin裂解位點的病毒打敗。

研究人員說，病毒是否有這種分裂位點可能是在尋找病毒威脅時需要注意的一個特征。然而，該病毒家族的其他病毒特征也可能具有傳播或致病的潛力。他們說，這突出了在實驗室研究這些病毒以確定這些特征的重要性。例如，病毒在鼻腔細胞中的復制程度也可以作為評估其傳播能力的一個指標。

總體而言，研究結果表明，這兩種蝙蝠冠狀病毒對人類構成的威脅較小，盡管這些病毒或類似病毒的微小遺傳變化可能會進化并顯著增加大流行的風險。然而，即使病毒確實傳播給人類，研究人員發現，針對SARS-CoV-2的適應性免疫也具有保護作用;從接種過SARS-CoV-2疫苗或以前感染過SARS-CoV-2的人身上采集的血清樣本中和了這些病毒。

“但了解病毒是否有可能在人與人之間傳播是很重要的。”

“因為如果有一天我們確實發現了一種具有傳染性且與SARS-CoV-2足夠不同的病毒，以至于我們對它沒有免疫力，那么我們就可以制造疫苗和其他策略來對抗它。我們可以有一個良好的開端。”

參考資料

[1] SARS-CoV-2-related bat viruses evade human intrinsic immunity but lack efficient transmission capacity