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Nature重磅 | 复旦大学张永振团队首次报道新型冠状病毒的临床,流行病学,生物学特征
2020-02-0537

SARS和Zika等新兴传染病对公共卫生构成了重大威胁。尽管进行了广泛的研究,但是如何,何时何地出现新疾病仍然是不确定的来源。最近在中国湖北省武汉市报告了一种严重的呼吸系统疾病。自第一位患者于2019年12月12日住院以来,截至2020年2月3日,已报告至少17205例病例。流行病学调查表明,此次暴发与武汉的海鲜市场有关。 2020年2月3日,复旦大学张永振团队在Nature 在线发表题为“A new coronavirus associated with human respiratory disease in China”的研究论文,该研究报告了一名在海鲜市场上工作的患者,该患者于2019年12月26日入住武汉市中心医院,患有严重的呼吸系统综合症,包括发烧,头晕和咳嗽。支气管肺泡灌洗液样品的基因组RNA测序,鉴定了一种新型的RNA冠状病毒,在此称为为WH-Human-1冠状病毒(也是后面称为的2019-CoV)。对完整病毒基因组(29,903个核苷酸)的系统进化分析表明,该病毒与一组SARS样冠状病毒最相似(89.1%核苷酸相似性)。2019-nCoV和SARS-CoV RBD结构域之间氨基酸序列的高度相似性和预测的蛋白质结构表明,2019-nCoV可能有效地利用人ACE2作为细胞进入受体,潜在地促进了人与人之间的传播。


2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒最密切相关,甚至在nsp7和E蛋白中与Bat-SL-CoVZC45表现出100%的氨基酸相似性。 因此,这些数据表明蝙蝠可能是2019-nCoV的宿主。 但是,由于首次报告该病时市场上有多种动物在出售,因此需要更多的工作来确定2019-nCoV的天然宿主和中间宿主。



研究的患者是一名41岁的男性,无肝炎,结核病或糖尿病病史。他病发六天后于2019年12月26日在武汉市中心医院住院。患者在就诊一周后报告发烧,胸闷,无力咳嗽,疼痛和无力。心血管,腹部和神经系统检查均正常。观察到轻度的淋巴细胞减少症,但在全血细胞计数(CBC)测试中,白细胞和血小板计数正常。在血液化学测试中,观察到C反应蛋白升高,并且天冬氨酸转氨酶,乳酸脱氢酶和肌酸激酶的水平略有升高。通过动脉血气(ABG)测试,该患者患有轻度低氧血症。在入院的第一天(发病后的第6天),胸部X线照片异常,并伴有空域阴影。初步的病原学调查排除了流感病毒,肺炎衣原体和肺炎支原体的存在。尽管进行了抗生素,抗病毒和糖皮质激素的联合治疗,但患者表现出呼吸衰竭,并接受了高流量无创通气。治疗三天后患者的病情没有改善,他被送进了重症监护室(ICU)。该患者入院6天后被转移到武汉的另一家医院接受进一步治疗。


武汉市疾病预防控制中心(CDC)的流行病学调查显示,该患者在当地的室内海鲜市场工作。值得注意的是,除鱼类和贝类外,在暴发开始之前,该市场上还出售各种活的野生动物,包括刺猬,蛇和鸟类(斑鸠),以及动物尸体和动物肉。尽管患者可能与市场上的野生动物接触过,但他回忆说没有接触活禽。

 

为了调查与该疾病相关的可能病原,研究人员收集了支气管肺泡灌洗液(BALF)并进行了深转录组测序。临床标本在上海公共卫生临床中心的生物安全3级实验室中处理。从200μlBAL液中提取总RNA,并使用Illumina MiniSeq构建亚转录组文库,用于成对末端(150 bp)测序。该研究总共产生了56,565,928个从头开始的序列读取组装并筛选潜在的病原体。在Megahit组装的384,096个重叠群中,最长的(30,474个核苷酸[nt])具有很高的丰度,并且与蝙蝠SARS样冠状病毒分离株bat-SL-CoVZC45高度相似。分别通过RT-PCR和5'/ 3'RACE试剂盒(TaKaRa)确定并确认了这种新型病毒的基因组序列及其末端。将该新病毒命名为WH-人类1型冠状病毒(WHCV)(也称为“ 2019-nCoV”),其整个基因组序列(29,903 nt)上传到GenBank,登录号为MN908947。通过定量PCR(qPCR)估计BALF样品中的病毒载量为3.95×10^8拷贝/ mL。


对完整病毒基因组(29,903个核苷酸)的系统进化分析表明,该病毒与一组SARS样冠状病毒最相似(89.1%核苷酸相似性)。2019-nCoV和SARS-CoV RBD结构域之间氨基酸序列的高度相似性和预测的蛋白质结构表明,2019-nCoV可能有效地利用人ACE2作为细胞进入受体,潜在地促进了人与人之间的传播。


尽管在中国的蝙蝠中广泛发现了SARS样病毒,但与SARS-CoV相同的病毒尚未记录。 值得注意的是,2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒最密切相关,甚至在nsp7和E蛋白中与Bat-SL-CoVZC45表现出100%的氨基酸相似性。 因此,这些数据表明蝙蝠可能是2019-nCoV的宿主。 但是,由于首次报告该病时市场上有多种动物在出售,因此需要更多的工作来确定2019-nCoV的天然宿主和中间宿主。


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