新冠病毒對動物的感染II

大成教育圖書館 2020-11-12

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一、適應(yīng)小鼠的SARS-CoV-2毒株。

眾所周知，ACE2作為SARS-CoV-2的細(xì)胞受體，在病毒感染上發(fā)揮著重要作用。由于小鼠的ACE2在氨基酸序列和結(jié)構(gòu)與人ACE2的差別（特別是在與病毒Spike受體結(jié)合域（RBD）相結(jié)合區(qū)域的差異），使得自然狀態(tài)下，人群中流行的SARS-CoV-2 Spike蛋白與小鼠的ACE2結(jié)合性差，導(dǎo)致SARS-CoV-2對野生型小鼠不易感，從而限制了普通小鼠作為SARS-CoV-2感染和疾病模型的研究和應(yīng)用。最近美國的兩個研究組分別采用不同的手段獲得了可感染小鼠的SARS-CoV-2適應(yīng)株。一個研究組通過比較人與鼠的ACE2在與SARS-CoV-2 Spike 蛋白RBD給合區(qū)的氨基酸序列差別，通過反向遺傳技術(shù)改造了SARS-CoV-2的Spike基因編碼RBD區(qū)域的部分序列，使這種改造后的病毒Spike蛋白更好地結(jié)合小鼠細(xì)胞膜上的ACE2受體。這種改造后的SARS-CoV-2小鼠適應(yīng)株（SARS-CoV-2 MA，mouse-adapted SARS-CoV-2)可自然感染不同年齡段的BALB/c小鼠，且在老齡鼠中引起更嚴(yán)重的疾病，在感染和發(fā)病臨床表型方面與人更相似（Nature,586：560–566)。另一個研究組則通過將從病人身上分離的SARS-CoV-2毒株在老齡BALB/c小鼠的呼吸道連續(xù)傳代，獲得了可有效感染并引起不同年齡BALB/c小鼠發(fā)病的SARS-CoV-2小鼠適應(yīng)株(Science，369（6511）:1603-1607)。這些小鼠模型的建立會對SARS-Cov-2的感染、發(fā)病以及疫苗與藥物等領(lǐng)域的研究起到促進(jìn)作用。

(本文圖片均來自網(wǎng)絡(luò)）

二、SARS-CoV-2對貂的感染以及貂-人之間的病毒傳播

繼前文中提到荷蘭、丹麥報道農(nóng)場養(yǎng)殖貂感染SARS-CoV-2之后，美國、意大利、西班牙和瑞典也相繼有農(nóng)場養(yǎng)殖貂感染SARS-CoV-2的報道。盡管自發(fā)現(xiàn)疫情以來，荷蘭和丹麥等采取了各種措施，捕殺了上百萬只貂，但其貂養(yǎng)殖場疫情并未得到控制，有更多養(yǎng)殖場被感染，而且有更多的人從貂身上感染了病毒。至10月中旬，荷蘭已經(jīng)有近70個貂場感染，占其全部養(yǎng)殖場的一半以上。對最初暴發(fā)的16個養(yǎng)殖場的詳細(xì)分析顯示，至少有66名農(nóng)場雇員、農(nóng)場主和11只沒有主人的貓（feral cat）被貂感染。他們感染的病毒與貂群中流行的病毒變異株一致，與當(dāng)?shù)厝巳褐辛餍械牟《局瓴煌?。貂群中流行的病毒株按進(jìn)化分有5個分支(clusters/types)，但最初的來源是人。這有可能是開始的時候人至少分5次將病毒傳播給貂。(Promed mail,20201019.7873326)。

丹麥雖然發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖貂感染比荷蘭晚，但是疫情形勢卻更不樂觀。丹麥?zhǔn)鞘澜缱畲蟮孽跎a(chǎn)國，占世界貂總產(chǎn)量的40%(早期報道說占28%)。目前有1000多個養(yǎng)殖場，約1700萬只貂。至11月5日，已經(jīng)有200多個養(yǎng)殖場感染。令人擔(dān)憂的是，在丹麥北部的783例人SARS-CoV-2感染病例中，有一半與貂有關(guān)(Promed mail,20201105.7918210)。一份更詳細(xì)的報道指出，在貂群中暴發(fā)SARS-CoV-2這段時間，對5102份人的SARS-CoV-2樣品完整測序，發(fā)現(xiàn)有214人感染了貂群中的變異株(42%)。而且這其中的200人是在North Jutland這一個地區(qū)。

與荷蘭類似，丹麥也發(fā)現(xiàn)貂群中有5個分支的貂變異株(Clusters1-5)。在所有這些貂變異株中，Spike蛋白上總共發(fā)現(xiàn)了7個突變。在Cluster 5這一分支有一株特殊的病毒，其Spike蛋白上同時有4個突變點。該株病毒已經(jīng)在North Jutland這個地區(qū)的5個貂養(yǎng)殖場和12個病人身上發(fā)現(xiàn)。引起當(dāng)局警覺的是，初步的研究顯示，感染人群中廣泛流行的SARS-CoV-2株的康復(fù)者血清，對Cluster 5該貂變異株病毒的抑制/中和作用下降。這樣基于現(xiàn)在人群中流行的毒株而研制的疫苗，可能不能提供針對該變異毒株感染的有效保護(hù)。因此，為了阻止這一貂變異株的進(jìn)一步擴(kuò)散，當(dāng)局已經(jīng)決定捕殺丹麥境內(nèi)所有的貂，并且采取了停運當(dāng)?shù)氐墓步煌?，限制人員流動等一系列封鎖措施。相關(guān)情況也通報了世衛(wèi)組織(WHO)。WHO也在其網(wǎng)站對相關(guān)情況進(jìn)行了通報，并給出了一些具體建議（www.who.int）。

通常情況下，感染一種宿主的病毒跨越種間屏障感染另一種宿主后，病毒會發(fā)生適應(yīng)新宿主的一些突變/變異，這也是為什么貂從人感染SARS-Cov-2之后，病毒在貂群中傳代、傳播會產(chǎn)生一些適應(yīng)于貂這一新宿主的變異株。如果兩種病毒宿主的親緣關(guān)系比較遠(yuǎn)，病毒適應(yīng)于一種新的宿主后，通常會對原宿主的感染/致病力減弱，當(dāng)然也有例外。以上提到的貂群流行的Cluster 5這株新的變異病毒，目前未發(fā)現(xiàn)對人的致病/傳播力有增強(qiáng)，只是出于當(dāng)前研制的疫苗對該株病毒預(yù)防效果的擔(dān)憂，丹麥當(dāng)局作出了上述決定。同時，對這些變異株進(jìn)一步的深入研究也正在進(jìn)行。

目前尚未見到美國、西班牙和巴西貂群中感染的SARS-CoV-2的毒株的資料。瑞典自10月底發(fā)現(xiàn)首例貂感染，至11月6日已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有6個養(yǎng)殖場被感染。但瑞典目前對貂感染的SARS-CoV-2病毒的基因測序，發(fā)現(xiàn)其仍然與人群中流行的SARS-CoV-2一致，尚未發(fā)現(xiàn)丹麥貂群中流行的變異株。這也可能是由于人將病毒傳播給貂的時間不長，病毒在貂體內(nèi)傳代的次數(shù)少。

三、對其它動物的實驗感染

繼前文中提到的SARS-CoV-2自然和實驗感染的動物種類之后，德國兩個研究組分別對浣熊和牛對SARS-Cov-2的敏感性作了研究。2003年中國曾在浣熊體內(nèi)分離到SARS冠狀病毒。為了驗證SARS-CoV-2能否感染浣熊，一個研究組作了SARS-CoV-2人工感染浣熊試驗。結(jié)果證明浣熊對SARS-CoV-2易感，而且感染的浣熊能夠?qū)⒉《緜鞑ソo與其直接接觸的浣熊。通過鼻腔感染后，在鼻、咽和直腸拭子中均可檢到病毒RNA。病毒感染后2天即可從鼻、咽部分離到病毒，感染后第4天仍可從感染動物分離到。而且，感染的動物沒有發(fā)病癥狀。因此，研究者認(rèn)為浣熊有作為SARS-CoV-2中間宿主的可能。（Emerging Infectious Disease，2020，26（12））。據(jù)報道，中國是全球最大浣熊養(yǎng)殖國（占全球養(yǎng)殖浣熊的99%），大約有1400萬只養(yǎng)殖的浣熊。在疫情流行地區(qū)也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)測這一動物群體。

另一個研究組則對6頭牛作了人工感染SARS-CoV-2試驗，在兩頭牛中觀察到了病毒復(fù)制和SARS-CoV-2特異性血清抗體。但未發(fā)現(xiàn)感染牛能夠?qū)⒉《緜鞑ソo與其直接接觸的牛。這些牛在感染SARS-CoV-2之前，體內(nèi)均有高滴度的抗牛Beta冠狀病毒的抗體，但仍有部分動物被感染，說明這些抗牛Beta冠狀病毒的抗體不能提供針對SARS-CoV-2的保護(hù)。（Emerging Infectious Disease,2020,26(12)）。

目前為止，SARS-CoV-2的最初來源尚未定論。普遍認(rèn)為病毒來源于某種動物。由于在蝙蝠中發(fā)現(xiàn)了與SARS-CoV-2同源性較高的Beta冠狀病毒，現(xiàn)在的觀點趨向于SARS-CoV-2最初可能來源于蝙蝠。但是，目前為止在蝙蝠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的病毒與感染人的SARS-CoV-2仍有不同，因此認(rèn)為蝙蝠身上的病毒可能通過一種或幾種中間動物宿主體內(nèi)的進(jìn)化，獲得了感染人的能力，再通過這些中間宿主感染了人。但這些中間宿主目前還未找到。雖然前文和本文總結(jié)了目前為止SARS-CoV-2可以自然或人工感染的多種動物，但還均未發(fā)現(xiàn)這些動物作為SARS-CoV-2中間宿主的直接證據(jù)。目前為止的研究證明，SARS-CoV-2絕不是只感染單一宿主的一種病毒，除了人之外，可感染SARS-CoV-2的動物宿主范圍比較廣泛，因此，加強(qiáng)、監(jiān)測動物感染SARS-CoV-2的研究十分有意義。特別是在荷蘭和丹麥發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2可以在貂和人群中相互交叉?zhèn)鞑ズ?，加大疫區(qū)易感動物的監(jiān)測對于控制疫情變得尤為重要。最近，美國加州大學(xué)、哈佛大學(xué)、麻省理工等多家機(jī)構(gòu)的研究者合作，根據(jù)受體ACE2與SARS-CoV-2的Spike蛋白結(jié)合起關(guān)鍵作用的25個氨基酸序列，對包括252種哺乳動物在內(nèi)的410種脊椎動物對SARS-CoV-2的易感性作了預(yù)測（PNAS,2020,117(36):22311-22322）。該研究對于SARS-CoV-2的感染動物模型以及尋找其中間宿主的研究會有促進(jìn)。已經(jīng)有證據(jù)感染的這些動物種類絕大多數(shù)與該文預(yù)測結(jié)果一致。根據(jù)這一研究結(jié)果，一些野生的非人靈長類動物對SARS-CoV-2也非常易感，一旦病毒傳播到這些動物，可能會給本來就已經(jīng)瀕危的一些物種帶來滅頂之災(zāi)。