中共病毒的科學難題

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【新唐人北京時間2020年03月23日訊】中共病毒(新型冠狀病毒 2019-nCoV)的突然爆發使中國不堪重負,並震驚了整個世界。這種新穎的「病毒」呈現出極高的傳輸速度(高R0),高致死率,並且對人類構成了前所未有的巨大威脅。

根據目前來自中國的有限信息,我們對病毒的起源,人與人之間傳播的持續時間以及受感染者的臨床管理等方面的認識存在很大差距。儘管如此,本文總結了最近發表有關該病毒的研究論文的那些科學家的發現。

不可能由自然重組引起的獨特新型冠狀病毒

大多數論文報導,中共病毒與最接近的蝙蝠冠狀病毒僅相關88%,與SARS僅相關79%,與MERS僅相關50%。中國疾病預防控制中心病毒疾病預防控制所中國生物安全重點實驗室盧教授在柳葉刀的論文中評論說:「重組可能不是這種病毒出現的原因。」

2020年1月27日,希臘進行的一項研究分析了中共病毒的遺傳關係,並發現「新的冠狀病毒為其近一半的基因組提供了新的譜系,與sarbecovirus子屬中的其他病毒沒有密切的遺傳關係,」冠狀病毒具有前所未有的中間區段。所有這些表明中共病毒是一種新型的冠狀病毒。該研究的作者拒絕了最初的假設,即中共病毒源自不同冠狀病毒之間的隨機自然突變。 (Paraskevis et al 2020 BioRxiv)

患者極高的遺傳同一性表明最近已傳播給人類

中共病毒是RNA病毒。 RNA病毒具有很高的自然突變率。 Lu等人的柳葉刀研究。指出:「作為一種典型的RNA病毒,冠狀病毒的平均進化速率約為每個位點每年10-4個核苷酸取代,並且在每個複製周期中都會發生突變。因此,令人驚訝的是,此處描述的來自不同患者的2019-nCoV序列幾乎相同,具有超過99.9%的序列同一性。這一發現表明,2019-nCoV在很短的時間內就起源於一個來源,並且被發現得相對較快。」

上週,《科學》雜誌上的一篇文章說:「病毒在人群中傳播的時間越長,就需要更多的時間來形成能夠區分感染人群中毒株的突變,並且鑒於迄今為止分析的2019-nCoV序列彼此不同最多最多七個核苷酸,這表明它是最近才進入人類的。但是動物將病毒傳播給人類仍然是一個謎。」(Cohen J. 2020 Science)

蝙蝠或華南市場的來源不是全部

盧教授還討論了該病毒的天然宿主。 「首先,該暴發首次於2019年12月下旬報導,當時武漢的大多數蝙蝠物種都在冬眠。其次,在華南海鮮市場上沒有出售或發現蝙蝠,而可以購買各種非水生動物(包括哺乳動物)。第三,2019-nCoV與其近親bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21之間的序列同一性小於90%。因此,bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21並不是2019-nCoV的直接祖先。通過其他未知的機制傳遞給人類。

《科學》雜誌的文章還說:「湖南市場在傳播2019-nCoV方面發揮了早期作用,但仍不確定爆發的根源。 許多最初確認的2019-nCoV病例(一份報告中前41例中有27例,另一份中47例中的26例)與武漢市場有關,但最多的45%(包括最早的)與武漢市場有關。 這增加了人們最初跳入其他地方的可能性。」(Cohen J. 2020 Science)

SpikeProtein具有4個精確的突變而不會影響其與人類受體的親和力

每種病毒都必須具有與人類細胞結合的受體,只能在人類細胞內部生活,並且必須依靠人類細胞進行複製。 沒有這些功能,血液或組織液中循環的病毒很容易被人類免疫系統清除。

病毒通過特定的表面蛋白通道進入人類細胞。 病毒表面蛋白與人細胞結合的相互作用與鑰匙如何用於打開鎖相似。

先前的研究表明,有幾種不同冠狀病毒與之結合的受體,例如SARS-CoV的血管緊張素轉化酶2(ACE2)。人體組織中大量存在的ACE2受體,尤其是肺和小腸的上皮內膜,為SARS-CoV進入細胞提供了途徑。

根據Lu等人在《柳葉刀》雜誌上發表的論文,SARS-CoV與2019-nCoV的受體結合域之間存在結構相似性。 2019-nCoV峰值蛋白(S-蛋白)負責與細胞受體結合,對於病毒靶向宿主組織至關重要。盧教授的分子模型數據表明,儘管2019-nCoV受體結合域中存在胺基酸突變,但2019-nCoV仍可能使用ACE2受體進入宿主細胞(Lu等2020 Lancet)

2020年1月21日,Xu等。中國科學院上海巴斯德研究所分子病毒學和免疫學重點實驗室,中國科學院上海生物安全大科學中心,發表了一篇題為「新型冠狀病毒在武漢爆發中的進化及其峰值的模型」的論文。 「人類傳播風險中的蛋白質」。本文對中共病毒的S蛋白進行了更精確的分析。 (Xu et al 2020)

與冠狀病毒的其他基因結構域相比,已知S蛋白通常具有最多的胺基酸序列。然而,儘管中共病毒與感染人類的SARS-CoV之間存在相當大的遺傳距離,並且中共病毒S蛋白與SARS-CoV總體上同源性較低,但中共病毒S蛋白在序列中卻有多個片段與SARS-CoV具有高度同源性的受體結合(RBD)域。據報導,SARS-CoV S蛋白中第442、472、479、487和491位的殘基位於受體複合物界面,被認為對跨物種和SARS-CoV人際傳播至關重要。

因此,令我們驚訝的是,儘管替換了五個重要的界面胺基酸殘基中的四個,但中共病毒蛋白被發現與人ACE2具有顯著的結合親和力。中共病毒S蛋白中442、472、479和487位的替換殘基沒有改變結構確認。中共病毒S蛋白和SARS冠狀病毒S蛋白在RBD結構域中共享幾乎相同的3-D結構,從而在相互作用界面中保持相似的范德華力和靜電性質。因此,武漢冠狀病毒仍然能夠通過S蛋白-ACE2結合途徑對人類傳播構成重大的公共衛生風險。」

我們已經知道,新穎的中共病毒與SARS是一種不同的病毒。可以理解,S蛋白是高度可變的。如果中共病毒的S蛋白的基因序列,蛋白質結構甚至功能與SARS病毒不同,也就不足為奇了。但是,這種新型病毒如何聰明地在選定的位點精確突變,同時又能保持對人ACE2受體的致盲親和力呢?病毒如何僅改變S蛋白的四個胺基酸?病毒是否知道如何使用聚簇的有規律間隔的短回文重複序列(CRISPR)確保這種情況會發生?

令人驚歎的發現:感染艾滋病毒的S蛋白

2020年1月27日,印度理工學院的Pradhan發表了一篇論文,題為2019-nCoV穗蛋白中獨特插入片段與HIV-1 gp120和Gag的異常相似性。作者發現在峰值糖蛋白(S)中有4個插入,這是中共病毒所獨有的,其他冠狀病毒中不存在。 「重要的是,所有4個插入片段中的胺基酸殘基均與HIV-1 gp120或HIV-1 Gag具有相同性或相似性。有趣的是,儘管插入片段在一級胺基酸序列上是不連續的,但2019-nCoV的3D建模表明它們會聚在一起構成受體結合位點。在2019-nCoV中發現4個獨特的插入片段,這些插入片段都與HIV-1關鍵結構蛋白中的胺基酸殘基具有同一性/相似性,這在自然界不太可能是偶然的。」(Pradhan等,2020 BioRxiv)

Pradhan等。補充說:「令我們驚訝的是,這些序列插入不僅在SARS的S蛋白中不存在,而且在冠狀病毒科的任何其他成員中也未觀察到。這令人震驚,因為病毒不太可能在短時間內自然地獲得這種獨特的插入。」

「出乎意料的是,所有插入片段都與人類免疫缺陷病毒1(HIV-1)對齊。進一步的分析顯示,HIV-1與2019-nCoV的比對序列來源於表面糖蛋白gp120(胺基酸序列位置:404-409、462-467、136-150)和Gag蛋白(366-384個胺基酸)。 HIV的Gag蛋白參與宿主膜的結合,病毒的包裝以及病毒樣顆粒的形成。 Gp120通過與初級受體CD4結合而在識別宿主細胞中起關鍵作用。這種結合誘導GP120中的結構重排,為趨化因子共受體(如CXCR4和/或CCR5)創建了高親和力結合位點。」

眾所周知,CD4細胞對於人類免疫是必不可少的,並且是人類免疫缺陷病毒或HIV的直接靶標。 HIV附著在CD4細胞上,進入並感染它們。然後,該病毒將每個受感染的CD4細胞變成一個工廠,製造更多的HIV病毒,直到最終所有CD4細胞被破壞。感染了艾滋病毒的人失去了免疫力或防禦系統,就像一個失去軍隊功能的國家一樣。

作者再次強調,2019-nCoV峰值蛋白中新插入片段與HIV-1 gp120和Gag的這種不可思議的相似性不太可能自然發生。本文的通訊作者Bishwajit Kundu教授專門從事蛋白質基因和基因工程研究,在過去的17年中在PubMed上發表了約41篇論文,其中包括高影響力的生物醫學期刊。

如果我們仔細觀察一下S蛋白的4個插入片段,它們都位於蛋白的結合表面上,似乎設計成能夠與靶細胞受體位點結合。自然的偶然突變會隨機分布在S蛋白的整個長度上,所有這些插入都不太可能同時出現在S蛋白的結合位點上。

Huang分析了截至2020年1月2日接受實驗室確診的2019-nCoV感染的41例醫院患者。「 41例患者中只有27例(66%)曾接觸過華南海鮮市場。發病時的常見症狀為發燒(98%),咳嗽(76%)和肌痛或疲勞(44%);較少見的症狀是痰液產生(28%),頭痛(8%),咯血(5%)和腹瀉(3%)。呼吸困難發生率為55%(從發病到呼吸困難的中位時間為8•0天)。 63%的人患有淋巴細胞減少症。全部41例患者均患有肺炎,胸部CT檢查發現異常。併發症包括急性呼吸窘迫綜合徵(29%),RNAaemia(15%),急性心臟損傷(12%)和繼發感染(10%)。 32%的患者被送入ICU,六名患者(15%)死亡。與非ICU患者相比,ICU患者的血漿IL2,IL7,IL10,GSCF,IP10,MCP1,MIP1A和TNFα更高。 「 2019-nCoV感染引起嚴重的呼吸系統疾病,類似於嚴重的急性呼吸系統綜合症冠狀病毒,並且與入住ICU和高死亡率有關。」

儘管病毒感染中常見白細胞計數低,但令人驚訝的是,所有感染患者中有63%和入住ICU的患者中有85%的淋巴細胞減少症的淋巴細胞計數

<1•0×109 / L。在SARS的歷史研究中,平均淋巴細胞計數經常被報告為正常。 (Chu et al 2004胸部)

2020年1月22日,中國網站發布了兩項關於武漢2019-nCoV的診斷和治療的臨床指南。一本是同濟醫院專家組撰寫的《新冠狀病毒性肺炎診斷和治療快速指南》,另一本是華中科技大學同濟醫學院附屬武漢協和醫院的《 2019年新冠狀病毒處理指南》。和技術。第一條指南明確指出「逐漸減少淋巴細胞」,而第二條指南強調「監視淋巴細胞絕對值的重要性」。

因此,觀察到的淋巴細胞減少在一定比例的患者中必須具有臨床意義。 CD4陽性T淋巴細胞占所有淋巴細胞的主要部分。儘管這不是對中共病毒感染患者的常規檢查,但監測CD4細胞計數對中共肺炎患者可能會有幫助。

感染中共肺炎的患者的另一臨床特徵是血清細胞因子和趨化因子水平高,這被定義為細胞因子風暴(Huang et al 2020 Lancet)。這與Pradhan等人的觀察結果一致,即2019-nCoV S蛋白誘導GP120中的結構重排,為趨化因子共受體(如CXCR4和/或CCR5)創建了高親和力結合位點。眾所周知,激活T細胞表面受體會引起細胞因子風暴。細胞因子風暴可能會對器官和身體組織造成重大損害。例如,如果肺部發生細胞因子風暴,免疫細胞(例如巨噬細胞和體液)可能會觸發組織損傷,導致急性呼吸窘迫並可能導致死亡。

美國疾病控制中心表示:「沒有建議對2019-nCoV感染進行特異性抗病毒治療。 (疾病預防控制中心網站2020)」,但是,有幾例武漢2019-nCoV患者受益於洛匹那韋等抗HIV藥物的經驗治療。 需要分享更多此類詳細的臨床經驗。

結論

關於這種新型病毒有許多科學問題。 根據最近發表的科學論文,中共病毒具有前所未有的病毒學特徵,表明基因工程可能參與了其創建。 該病毒具有嚴重的臨床特徵,因此對人類構成巨大威脅。 對於包括政府和公共衛生當局在內的全世界的科學家,醫生和人們來說,必須盡一切努力調查這種神祕和可疑的病毒,以闡明其起源並保護人類的最終未來。

編者按:中共為推卸責任,正在把武漢新冠病毒的來源嫁禍給其他國家。為了阻止中共的罪行,新唐人認為應該將病毒命名為「中共病毒」。這個病毒來自中共統治下的中國,因中共掩蓋疫情而向全世界散發,為了讓世人永記中共帶給世界的災難,正名為「中共病毒」。

(作者:董雲/責任編輯:李紅)

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