中共病毒的科学难题

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【新唐人北京时间2020年03月23日讯】中共病毒(新型冠状病毒 2019-nCoV)的突然爆发使中国不堪重负,并震惊了整个世界。这种新颖的“病毒”呈现出极高的传输速度(高R0),高致死率,并且对人类构成了前所未有的巨大威胁。

根据目前来自中国的有限信息,我们对病毒的起源,人与人之间传播的持续时间以及受感染者的临床管理等方面的认识存在很大差距。尽管如此,本文总结了最近发表有关该病毒的研究论文的那些科学家的发现。

不可能由自然重组引起的独特新型冠状病毒

大多数论文报导,中共病毒与最接近的蝙蝠冠状病毒仅相关88%,与SARS仅相关79%,与MERS仅相关50%。中国疾病预防控制中心病毒疾病预防控制所中国生物安全重点实验室卢教授在柳叶刀的论文中评论说:“重组可能不是这种病毒出现的原因。”

2020年1月27日,希腊进行的一项研究分析了中共病毒的遗传关系,并发现“新的冠状病毒为其近一半的基因组提供了新的谱系,与sarbecovirus子属中的其他病毒没有密切的遗传关系,”冠状病毒具有前所未有的中间区段。所有这些表明中共病毒是一种新型的冠状病毒。该研究的作者拒绝了最初的假设,即中共病毒源自不同冠状病毒之间的随机自然突变。 (Paraskevis et al 2020 BioRxiv)

患者极高的遗传同一性表明最近已传播给人类

中共病毒是RNA病毒。 RNA病毒具有很高的自然突变率。 Lu等人的柳叶刀研究。指出:“作为一种典型的RNA病毒,冠状病毒的平均进化速率约为每个位点每年10-4个核苷酸取代,并且在每个复制周期中都会发生突变。因此,令人惊讶的是,此处描述的来自不同患者的2019-nCoV序列几乎相同,具有超过99.9%的序列同一性。这一发现表明,2019-nCoV在很短的时间内就起源于一个来源,并且被发现得相对较快。”

上周,《科学》杂志上的一篇文章说:“病毒在人群中传播的时间越长,就需要更多的时间来形成能够区分感染人群中毒株的突变,并且鉴于迄今为止分析的2019-nCoV序列彼此不同最多最多七个核苷酸,这表明它是最近才进入人类的。但是动物将病毒传播给人类仍然是一个谜。”(Cohen J. 2020 Science)

蝙蝠或华南市场的来源不是全部

卢教授还讨论了该病毒的天然宿主。 “首先,该暴发首次于2019年12月下旬报导,当时武汉的大多数蝙蝠物种都在冬眠。其次,在华南海鲜市场上没有出售或发现蝙蝠,而可以购买各种非水生动物(包括哺乳动物)。第三,2019-nCoV与其近亲bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21之间的序列同一性小于90%。因此,bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21并不是2019-nCoV的直接祖先。通过其他未知的机制传递给人类。

《科学》杂志的文章还说:“湖南市场在传播2019-nCoV方面发挥了早期作用,但仍不确定爆发的根源。 许多最初确认的2019-nCoV病例(一份报告中前41例中有27例,另一份中47例中的26例)与武汉市场有关,但最多的45%(包括最早的)与武汉市场有关。 这增加了人们最初跳入其他地方的可能性。”(Cohen J. 2020 Science)

SpikeProtein具有4个精确的突变而不会影响其与人类受体的亲和力

每种病毒都必须具有与人类细胞结合的受体,只能在人类细胞内部生活,并且必须依靠人类细胞进行复制。 没有这些功能,血液或组织液中循环的病毒很容易被人类免疫系统清除。

病毒通过特定的表面蛋白通道进入人类细胞。 病毒表面蛋白与人细胞结合的相互作用与钥匙如何用于打开锁相似。

先前的研究表明,有几种不同冠状病毒与之结合的受体,例如SARS-CoV的血管紧张素转化酶2(ACE2)。人体组织中大量存在的ACE2受体,尤其是肺和小肠的上皮内膜,为SARS-CoV进入细胞提供了途径。

根据Lu等人在《柳叶刀》杂志上发表的论文,SARS-CoV与2019-nCoV的受体结合域之间存在结构相似性。 2019-nCoV峰值蛋白(S-蛋白)负责与细胞受体结合,对于病毒靶向宿主组织至关重要。卢教授的分子模型数据表明,尽管2019-nCoV受体结合域中存在氨基酸突变,但2019-nCoV仍可能使用ACE2受体进入宿主细胞(Lu等2020 Lancet)

2020年1月21日,Xu等。中国科学院上海巴斯德研究所分子病毒学和免疫学重点实验室,中国科学院上海生物安全大科学中心,发表了一篇题为“新型冠状病毒在武汉爆发中的进化及其峰值的模型”的论文。 “人类传播风险中的蛋白质”。本文对中共病毒的S蛋白进行了更精确的分析。 (Xu et al 2020)

与冠状病毒的其他基因结构域相比,已知S蛋白通常具有最多的氨基酸序列。然而,尽管中共病毒与感染人类的SARS-CoV之间存在相当大的遗传距离,并且中共病毒S蛋白与SARS-CoV总体上同源性较低,但中共病毒S蛋白在序列中却有多个片段与SARS-CoV具有高度同源性的受体结合(RBD)域。据报导,SARS-CoV S蛋白中第442、472、479、487和491位的残基位于受体复合物界面,被认为对跨物种和SARS-CoV人际传播至关重要。

因此,令我们惊讶的是,尽管替换了五个重要的界面氨基酸残基中的四个,但中共病毒蛋白被发现与人ACE2具有显著的结合亲和力。中共病毒S蛋白中442、472、479和487位的替换残基没有改变结构确认。中共病毒S蛋白和SARS冠状病毒S蛋白在RBD结构域中共享几乎相同的3-D结构,从而在相互作用界面中保持相似的范德华力和静电性质。因此,武汉冠状病毒仍然能够通过S蛋白-ACE2结合途径对人类传播构成重大的公共卫生风险。”

我们已经知道,新颖的中共病毒与SARS是一种不同的病毒。可以理解,S蛋白是高度可变的。如果中共病毒的S蛋白的基因序列,蛋白质结构甚至功能与SARS病毒不同,也就不足为奇了。但是,这种新型病毒如何聪明地在选定的位点精确突变,同时又能保持对人ACE2受体的致盲亲和力呢?病毒如何仅改变S蛋白的四个氨基酸?病毒是否知道如何使用聚簇的有规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)确保这种情况会发生?

令人惊叹的发现:感染艾滋病毒的S蛋白

2020年1月27日,印度理工学院的Pradhan发表了一篇论文,题为2019-nCoV穗蛋白中独特插入片段与HIV-1 gp120和Gag的异常相似性。作者发现在峰值糖蛋白(S)中有4个插入,这是中共病毒所独有的,其他冠状病毒中不存在。 “重要的是,所有4个插入片段中的氨基酸残基均与HIV-1 gp120或HIV-1 Gag具有相同性或相似性。有趣的是,尽管插入片段在一级氨基酸序列上是不连续的,但2019-nCoV的3D建模表明它们会聚在一起构成受体结合位点。在2019-nCoV中发现4个独特的插入片段,这些插入片段都与HIV-1关键结构蛋白中的氨基酸残基具有同一性/相似性,这在自然界不太可能是偶然的。”(Pradhan等,2020 BioRxiv)

Pradhan等。补充说:“令我们惊讶的是,这些序列插入不仅在SARS的S蛋白中不存在,而且在冠状病毒科的任何其他成员中也未观察到。这令人震惊,因为病毒不太可能在短时间内自然地获得这种独特的插入。”

“出乎意料的是,所有插入片段都与人类免疫缺陷病毒1(HIV-1)对齐。进一步的分析显示,HIV-1与2019-nCoV的比对序列来源于表面糖蛋白gp120(氨基酸序列位置:404-409、462-467、136-150)和Gag蛋白(366-384个氨基酸)。 HIV的Gag蛋白参与宿主膜的结合,病毒的包装以及病毒样颗粒的形成。 Gp120通过与初级受体CD4结合而在识别宿主细胞中起关键作用。这种结合诱导GP120中的结构重排,为趋化因子共受体(如CXCR4和/或CCR5)创建了高亲和力结合位点。”

众所周知,CD4细胞对于人类免疫是必不可少的,并且是人类免疫缺陷病毒或HIV的直接靶标。 HIV附着在CD4细胞上,进入并感染它们。然后,该病毒将每个受感染的CD4细胞变成一个工厂,制造更多的HIV病毒,直到最终所有CD4细胞被破坏。感染了艾滋病毒的人失去了免疫力或防御系统,就像一个失去军队功能的国家一样。

作者再次强调,2019-nCoV峰值蛋白中新插入片段与HIV-1 gp120和Gag的这种不可思议的相似性不太可能自然发生。本文的通讯作者Bishwajit Kundu教授专门从事蛋白质基因和基因工程研究,在过去的17年中在PubMed上发表了约41篇论文,其中包括高影响力的生物医学期刊。

如果我们仔细观察一下S蛋白的4个插入片段,它们都位于蛋白的结合表面上,似乎设计成能够与靶细胞受体位点结合。自然的偶然突变会随机分布在S蛋白的整个长度上,所有这些插入都不太可能同时出现在S蛋白的结合位点上。

Huang分析了截至2020年1月2日接受实验室确诊的2019-nCoV感染的41例医院患者。“ 41例患者中只有27例(66%)曾接触过华南海鲜市场。发病时的常见症状为发烧(98%),咳嗽(76%)和肌痛或疲劳(44%);较少见的症状是痰液产生(28%),头痛(8%),咯血(5%)和腹泻(3%)。呼吸困难发生率为55%(从发病到呼吸困难的中位时间为8•0天)。 63%的人患有淋巴细胞减少症。全部41例患者均患有肺炎,胸部CT检查发现异常。并发症包括急性呼吸窘迫综合征(29%),RNAaemia(15%),急性心脏损伤(12%)和继发感染(10%)。 32%的患者被送入ICU,六名患者(15%)死亡。与非ICU患者相比,ICU患者的血浆IL2,IL7,IL10,GSCF,IP10,MCP1,MIP1A和TNFα更高。 “ 2019-nCoV感染引起严重的呼吸系统疾病,类似于严重的急性呼吸系统综合症冠状病毒,并且与入住ICU和高死亡率有关。”

尽管病毒感染中常见白细胞计数低,但令人惊讶的是,所有感染患者中有63%和入住ICU的患者中有85%的淋巴细胞减少症的淋巴细胞计数

<1•0×109 / L。在SARS的历史研究中,平均淋巴细胞计数经常被报告为正常。 (Chu et al 2004胸部)

2020年1月22日,中国网站发布了两项关于武汉2019-nCoV的诊断和治疗的临床指南。一本是同济医院专家组撰写的《新冠状病毒性肺炎诊断和治疗快速指南》,另一本是华中科技大学同济医学院附属武汉协和医院的《 2019年新冠状病毒处理指南》。和技术。第一条指南明确指出“逐渐减少淋巴细胞”,而第二条指南强调“监视淋巴细胞绝对值的重要性”。

因此,观察到的淋巴细胞减少在一定比例的患者中必须具有临床意义。 CD4阳性T淋巴细胞占所有淋巴细胞的主要部分。尽管这不是对中共病毒感染患者的常规检查,但监测CD4细胞计数对中共肺炎患者可能会有帮助。

感染中共肺炎的患者的另一临床特征是血清细胞因子和趋化因子水平高,这被定义为细胞因子风暴(Huang et al 2020 Lancet)。这与Pradhan等人的观察结果一致,即2019-nCoV S蛋白诱导GP120中的结构重排,为趋化因子共受体(如CXCR4和/或CCR5)创建了高亲和力结合位点。众所周知,激活T细胞表面受体会引起细胞因子风暴。细胞因子风暴可能会对器官和身体组织造成重大损害。例如,如果肺部发生细胞因子风暴,免疫细胞(例如巨噬细胞和体液)可能会触发组织损伤,导致急性呼吸窘迫并可能导致死亡。

美国疾病控制中心表示:“没有建议对2019-nCoV感染进行特异性抗病毒治疗。 (疾病预防控制中心网站2020)”,但是,有几例武汉2019-nCoV患者受益于洛匹那韦等抗HIV药物的经验治疗。 需要分享更多此类详细的临床经验。

结论

关于这种新型病毒有许多科学问题。 根据最近发表的科学论文,中共病毒具有前所未有的病毒学特征,表明基因工程可能参与了其创建。 该病毒具有严重的临床特征,因此对人类构成巨大威胁。 对于包括政府和公共卫生当局在内的全世界的科学家,医生和人们来说,必须尽一切努力调查这种神秘和可疑的病毒,以阐明其起源并保护人类的最终未来。

编者按:中共为推卸责任,正在把武汉新冠病毒的来源嫁祸给其他国家。为了阻止中共的罪行,新唐人认为应该将病毒命名为“中共病毒”。这个病毒来自中共统治下的中国,因中共掩盖疫情而向全世界散发,为了让世人永记中共带给世界的灾难,正名为“中共病毒”。

(作者:董云/责任编辑:李红)

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