快点 蛇是新型冠状病毒的中间宿主吗？

蛇是新型冠状病毒的中间宿主吗？在疫情的影响下，我们不得不思考这些病毒是否寄生在一些特殊的生物体上，而蛇自然是众多思考之一。蛇可能与新冠病毒有关吗？下面我们仔细看看。

随着科学家们争先恐后地了解更多关于SARS-CoV-2 冠状病毒的信息，最近两项对该病毒基因组的研究得出了有争议的结论：蛇是这种新病毒的中间宿主，而一种关键的冠状病毒蛋白与HIV 具有“惊人的相似性” -1蛋白质。

现在，发表在《ACS 蛋白质组研究杂志》上的一项新研究反驳了这两种观点，并表明有鳞、类似食蚁兽的穿山甲是蝙蝠和人类之间传播SARS-CoV-2 的缺失环节。

了解导致COVID-19 全球传播的SARS-CoV-2 病毒的起源和传播方式对于其控制和治疗非常重要。大多数专家都认为蝙蝠是SARS-CoV-2 的天然宿主，但病毒从蝙蝠传播到人类需要中间宿主。

此前，一项分析SARS-CoV-2 病毒基因组的研究表明，蛇是该病毒的宿主，尽管目前已知的冠状病毒仅感染哺乳动物和鸟类。与此同时，一项不相关的研究比较了新型冠状病毒和HIV-1的刺突蛋白序列，发现了意想不到的相似之处。虽然作者在科学批评后撤回了预印本，但它引发了谣言和阴谋论，即新型冠状病毒可能是在实验室设计的。

现在，Yang Zhang 及其同事希望通过对SARS-CoV-2 DNA 和蛋白质序列进行更仔细、更完整的分析来解决这些问题。

与之前的研究相比，研究人员使用更大的数据集以及更新、更准确的生物信息学方法和数据库对SARS-CoV-2基因组进行了分析。他们发现，与SARS-CoV-2 和HIV-1 之间仅共享刺突蛋白的四个区域的说法不同，这四个序列片段可以在包括蝙蝠冠状病毒在内的其他病毒中找到。

在对蛇作为中间宿主进行错误分析后，研究小组从穿山甲组织中分离出DNA 和蛋白质序列，以寻找与SARS-CoV-2 相似的基因。

在患病动物的肺部，研究人员发现蛋白质序列与人类病毒蛋白质有91% 的同一性。此外，穿山甲冠状病毒Spike蛋白的受体结合域与SARS-CoV-2仅相差5个氨基酸，而人类和蝙蝠病毒蛋白之间的差异为19个。

因此，研究人员认为，这一证据表明穿山甲是新冠病毒最有可能的中间宿主，但也可能存在其他中间宿主。

这篇题为“2019-nCoV 基因组的蛋白质结构和序列重新分析，驳斥蛇作为中间宿主的作用及其插入HIV-1 刺突蛋白”的论文于3 月22 日发表在《蛋白质组研究杂志》上。独特的相似之处”。研究团队来自密歇根大学生物化学系和计算医学与生物信息学系，张阳为通讯作者。

研究人员表示，虽然现在普遍认为菊头蝠可能是2019-nCoV的自然宿主，但目前还不清楚哪种动物作为中间宿主将蝙蝠冠状病毒带到人类宿主。尽管一些研究表明马来穿山甲是另一个宿主，但也有一些研究表明穿山甲可能是天然宿主而不是中间宿主。

为了进一步研究2019-nCoV 传播的动物宿主，研究人员使用马来穿山甲的宏基因组样本组装了高度相关的冠状病毒的基因组草图。组装的基因组序列的比对，尤其是刺突蛋白的比对，表明穿山甲在2019-nCoV 的进化及其从蝙蝠到人类的传播中的重要性。

研究结果：

1. 2019-nCoV Spike 蛋白不包含HIV-1 特异性插入片段

在之前一篇题为“2019-nCoV Spike 蛋白中独特插入片段与HIV-1 gp120 和Gag 的异常相似性”的论文中，Pradhan 等人。来自印度理工学院的研究人员提出了一项发现，即2019-nCoV Spike 蛋白特有的四个新插入（图1）。他们进一步得出结论，这四个插入是2019-nCoV 受体结合位点的一部分，并且这些插入与HIV-1 蛋白具有“惊人的相似性”，但与其他冠状病毒没有“惊人的相似性”。

这些说法在社会上引起了相当大的恐慌和争议，即使在论文被撤回后，阴谋论仍继续流传。调查Pradhan 等人的结论是否正确。由于科学准确，研究人员重新分析了其中讨论的四个刺突蛋白插入的结构位置和序列同源性。

在研究这四个插入片段的病毒同源性时，研究人员对非冗余序列数据库（NR）进行了BLAST序列搜索，将搜索结果限制为病毒（taxid: 10239），但将其他搜索参数保留为默认值。表1 列出了每个插入的前5 个序列同源物（包括查询本身）。

之前的说法表明，这四个插入是2019-nCoV 和HIV-1 所独有的，但所有四个插入都可以在其他病毒中找到。事实上，HIV-1 蛋白的四个插入中只有一个是最常见的，而四个插入中的三个则在蝙蝠冠状病毒RaTG13 中发现。

此外，部分由于这些插入片段的长度较短（6 至8 个氨基酸），BLAST 的E 值（BLAST 用于评估统计显着比对的参数，通常需要0.01 才被认为显着）几乎总是4，除了蝙蝠冠状病毒IS2。这些高E 值表明这些相似之处大部分可能是巧合。

考虑到四个插入中的三个是在蝙蝠冠状病毒RaTG13 中发现的，很容易假设这些“插入”可能是直接从蝙蝠冠状病毒遗传而来的。目前，至少有七种已知的人类冠状病毒（2019-nCoV、SARS-CoV、MERS-CoV、HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63 和HCoV-HKU1），其中包括SARS-CoV 和MERS -冠状病毒被认为是从蝙蝠传播的。

为了进一步检查2019-nCoV 和蝙蝠冠状病毒之间的进化关系，并与其他人类冠状病毒进行比较，研究人员使用MUSCLE 对所有七种人类冠状病毒和两种蝙蝠冠状病毒RaTG13 创建了多重序列比对(MSA)，如图3 所示。和RsSHC014，被认为分别是2019-nCoV和SARS-CoV的祖先。

在2019-nCoV的4个“插入片段”（IS）中，IS1只有1个残基与蝙蝠冠状病毒不同，7个残基中的3个与MERS-CoV相同。 IS2 和IS3 与蝙蝠冠状病毒相同。

对于IS4，虽然BLAST的局部序列比对没有命中表1中的蝙蝠冠状病毒，但它与MSA中的蝙蝠冠状病毒有密切的进化关系。特别是，2019-nCoV的IS4片段“QTQTNSPRRA”中的前6个残基与RaTG13相同，而蝙蝠冠状病毒或SARS-CoV中缺失的最后4个残基与MERS-CoV和HCoV-HKU至少有50个残基1%同源性。

因此，研究人员认为2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒RaTG13之间存在密切的进化关系，而Pradhan等人强调的四个插入位点。刺突蛋白中的病毒并非2019-nCoV 和HIV-1 所独有。事实上，根据BLAST E 值评估，在这些非常短的片段上建立的序列比对的相似性在统计上是微不足道的，并且这种相似性存在于许多其他病毒中，包括蝙蝠冠状病毒。从结构上来说，这些“插入物”远离与ACE2受体结合的刺突蛋白的结合界面，如图2所示，这也与Pradhan等人的结论相矛盾。

2. 相对同义密码子使用无法识别冠状病毒的中间宿主

Wei Ji 等人的另一项早期研究。试图了解2019-nCoV 感染。在这项研究中，作者分析了2019-nCoV和八种脊椎动物的RSCU（相对同义密码子使用），包括两种蛇（珊瑚蛇和眼镜蛇）、西欧刺猬、中国马蹄蝠、土拨鼠（土拨鼠）、马来西亚穿山甲、鸡（普通家鸡）和人类（智人）。在这些脊椎动物中，与2019-nCoV 相比，蛇的密码子使用差异最小，因此Ji 等人。提出蛇是2019-nCoV的中间宿主。

然而，由于此前缺乏生物学证据表明人畜共患冠状病毒可以感染哺乳动物和鸟类以外的动物，这一结论在病毒学家中引起了争议。

此外，近期研究显示初步证据表明穿山甲可能是类似于2019-nCoV的冠状病毒的宿主，进一步否定了Ji等人的结论。尽管蛇是中间宿主的结论受到了科学界的普遍质疑，但认真审视RSCU方法的依据和可靠性仍然很重要，这将有助于防止这种有偏见的分析误导科学界和公众。在最新的研究中，我们通过大规模复制RSCU 分析来仔细检查生物信息学方法和潜在的生物学假设。

如图4A 所示，蛇不是与2019-nCoV 的RSCU 距离最小的脊椎动物，这表明Ji 等人实施的RSCU 分析。是不完整的。更重要的是，图4 中的数据显示，与冠状病毒传播无关的动物（例如青蛙和蛇）与所有三种冠状病毒的已知宿主的RSCU 距离始终较小。

例如，与三种不同冠状病毒的RSCU 距离最小的脊椎动物是两种青蛙（Megophrys feae 和Liophryne schlaginhaufeni），而另一种青蛙（Xenopus laevis）在所有序列充足的脊椎动物中具有最小的RSCU 距离。

如补充表S1所示，RSCU未能识别中间宿主的部分原因是已知使用不同中间宿主（Paguma larvata和Camelus dromedarius）的不同冠状病毒（SARS-CoV和MERS-CoV）几乎被RSCU 中不存在。差异（RSCU 距离的平方=0.12）。

这些数据表明，RSCU 分析本身不够具体，无法区分来自不同脊椎动物宿主的CoV。在这方面，失败不仅是由于使用了过时的数据库或原始分析中包含的物种数量较少，而且实际上是由于错误的生物学假设，即冠状病毒会进化其RSCU以使其与宿主相似。

3. 穿山甲可能是2019-nCoV的中间宿主

在最近的一项研究中，肖等人。华南农业大学的研究人员首次在穿山甲身上发现与2019-nCoV高度相似的冠状病毒序列。此外，三个独立研究小组还报告从马来穿山甲宏基因组样本中鉴定出类似2019-nCoV的冠状病毒序列，使穿山甲成为2019-nCoV的可能中间宿主。

为了进一步研究这种可能性，研究人员尝试使用马来西亚穿山甲的宏基因组样本重新组装冠状病毒的基因组草图。基因组草图显示2019-nCoV 的总体覆盖率为73%，序列同一性为91%。特别是组装后的基因组中的刺突蛋白，对于病毒识别宿主受体至关重要，其突变速度非常快，与2019-nCoV具有很高的序列同源性，只有5个残基位置差异，而2019-nCoV有19个与蝙蝠冠状病毒RaTG13的残基位置差异。这些数据为RaTG13、马尼斯冠状病毒和2019-nCoV 之间可能存在的进化关系提供了证据。

尽管目前的证据主要表明穿山甲是最有可能的中间宿主，但其他动物也可能是中间宿主，原因有两个。首先，已知冠状病毒有多个中间宿主。例如，果子狸是最知名的中间宿主，但野貉和雪貂獾也被用作中间宿主。其次，穿山甲冠状病毒和2019-nCoV之间91%的序列同一性足以证实两种病毒之间的进化关系，但还不足以将它们视为同一病毒种。从这个角度来看，SARS-CoV和MERS-CoV中间宿主的病毒序列与人类对应物的相似度分别为99.8%和99.9%。因此，即使发现了穿山甲冠状病毒，也应该继续寻找其他潜在的中间宿主。