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【武漢肺炎】加研究稱狗或為中間宿主 學者質疑說法並非結論性

2020/4/15 — 19:02

自武漢肺炎 (COVID-19) 爆發以來,學者一直想知道造成該病的冠狀病毒 SARS CoV 2 由何種動物傳染給人類,過去曾有團隊顯示 SARS CoV 2 的中間宿主為穿山甲,但最新刊於《分子生物學及演化 (Molecular Biology and Evolution) 》的研究則稱,有狗隻曾吃過受感染蝙蝠屍體,令 SARS CoV 2 在狗隻消化道演化出感染人的能力。

該研究由加拿大渥太華大學生物學教授夏旭華撰寫,他分析了基因銀行 (GenBank) 中的 1,252 個冠狀病毒基因組,發現 SARS CoV 2 與有密切關係的蝙蝠冠狀病毒 BatCov RaTG13 基因排序上 96% 相似,且比多個已知從動物演化的冠狀病毒如 SARS CoV 1 和 MERS CoV 中有更低的 CpG 含量。

CpG 是人體免疫系统尋找和消滅病毒的「路標」。當病毒入侵宿主時,病毒基因組會因宿主免疫系統攻擊產生明顯變化。哺乳類動物都有鋅指抗病毒蛋白 (zick-finger antiviral protein, ZAP) 。這種重要抗病毒蛋白會在人類肺部「巡邏」阻止病毒繁殖,並破壞病毒基因組。

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在類似 SARS CoV 2 的 RNA 病毒中, ZAP 則專門針對病毒 RNA 基因組中的 CpG 二核苷酸 (CpG dinucleotides) ,但在某些情況下,病毒會反擊:例如 2003 年造成沙士疫情的 SARS CoV 則可減少 CpG ,使 ZAP 殺毒效率減低。換言之病毒 CpG 的水平可以幫助追踪病毒的演化歷史。

夏旭華指, CpG 含量增多的病毒更易被宿主免疫系統攻擊,使其致毒性降低,類似出現天然疫苗,因此未來疫苗可向此方向研究;相反病毒減少自身 CpG 會增加對公共衛生的威脅。因此,發現顯示 SARS CoV 2 在一個有高 ZAP 表達的新宿主中演化出來。

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為了找出可能的宿主,夏再將數據與世界各地具有高度傳染性的犬腸道冠狀病毒 (CCoVs) 的基因排序進行對比,發現 CCoVs 的 CpG 量與 SARS CoV 2 和 BatCoV RaTG13 中所見相似。

夏旭華指出, SARS CoV 2 進入人類細胞所用的細胞受體,被認為是在人體消化系統中製造,表明消化道可能是冠狀病毒感染的可能目標,而喜歡舔肛門和生殖器官的狗,可能促進病毒從消化道中散播。他稱,這理論可被動物和人類糞便樣本均顯示出 SARS CoV 2 所證明。

夏未有在報告中提到 SARS CoV 2 與犬冠狀病毒之間的其他基因相似性,但稱狗隻腸道可能為冠狀病毒的演化提供合適環境。

在報告中,夏認為找到 SARS CoV 2 的特定來源重要,但研究更廣泛地表明,分析宿主防禦系統與病毒基因組的相互作用,包括宿主組織對病毒基因組施加的壓力,可找出病毒演化重要證據。

專家:非結論性證據

三藩市州立大學生態與演化學系助理教授 Pleuni Pennings 則認為,研究數據不支持夏的說法。 Pennings 的團隊過去曾分析如 HIV 、流感、登革熱等多種病毒的 CpG 水平,並發現在從人身上獲取的病毒樣本中發現添加 CpG 突變的頻率要比從基因組中刪除 CpG 突變低。

這代表添加 CpG 突變可能會給病毒帶來巨大損失,因為這些突變會提醒人體免疫系統出現感染,因此隨著時間推移,演化壓力會使其這些突變減到最小。不過,仍有許多病毒帶一定 CpG ,顯示其對病毒有一些好處。

Pennings 指,許多病毒的 CpG 值都低於 SARS CoV 2 ,故此其 CpG 數值對她而言並不奇怪;即使有演化原因可解釋 SARS CoV 2 的 CpG 流失,但不代表使其感染人類時有特殊優勢。

來源:
Live Science, New study suggests COVID-19 hopped from dogs to humans. Here's why you should be skeptical., 15 April 2020

報告:
Xia, X.H. (2020). Extreme genomic CpG deficiency in SARS-CoV-2 and evasion of host antiviral defense. Molecular Biology and Evolution, msaa094. doi: 10.1093/molbev/msaa094

文/Alan Chiu

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