据生命科学前沿刊文,自2019年以来,由冠状病毒(CoV)引起的新发传染病对公众健康构成巨大威胁,全球公共卫生和经济不断恶化。几乎可以肯定的是,未来还会出现疾病,并且很可能再次出现冠状病毒疾病。因此,考虑到COVID-19 可能源自动物,针对具有溢出风险的冠状病毒进行早期准备对于未来的疾病防范非常重要。
近日,中国科学院武汉病毒研究所的石正丽团队为一系列拟议的高风险冠状病毒建立了快速、灵敏的血清学工具,并使用超免疫兔血清或临床样本验证了血清交叉反应测定的方法。通过对潜在人类感染冠状病毒的全面风险评估,其团队工作为未来冠状病毒疾病的防范提供了理论或实践基础。该研究总结题为“Assessment and sero-diagnosis for coronaviruses with risk of human spillover”,发表在Emerg Microbes Infect. 杂志。
COVID-19患者的常见症状包括发烧、咳嗽、呼吸困难和呼吸困难。在更严重的情况下,SARS-COV-2感染可导致肺炎、肾衰竭,甚至死亡。冠状病毒家族包含四个属:αCoV、βCoV、γCoV 和 δCoV。哺乳动物冠状病毒主要是α-CoV和β-CoV,可感染猪、狗、猫、小鼠、牛、马等多种动物,也是所有引起人类大流行的冠状病毒。禽冠状病毒主要来源于γ和δ冠状病毒,导致多种鸟类患病。
根据最新的 ICTV 分类,α 和 β 冠状病毒属中有 40 种冠状病毒,其中 67.5%的冠状病毒在蝙蝠中或仅在蝙蝠中发现。这些病毒被发现但没有进行溢出风险分析。以往的研究主要基于生态模型来预测人畜共患热点病毒。因此,迫切需要评估 CoV 的溢出风险,特别是 α 和 β 冠状病毒。
除此之外,冠状病毒需要在人体中具有一定适应性后才会去复制。并且在人畜共患病的早期阶段,人类中只会出现轻微或无症状的疾病体征。因此,主动监测外溢的高风险冠状病毒似乎是早期发现冠状病毒出现的唯一方法。另一方面,一些检测方法窗口期狭窄,相比之下,回顾性血清监测具有较长的检测窗口。因此,两种方法的组合似乎适合此目的。
α 和 β 冠状病毒的种群和遗传多样性
研究人员首先对 α 和 β 冠状病毒以及宿主系统发育进行了系统发育分析,以显示蝙蝠和非蝙蝠之间的关系。接下来,又了解冠状病毒的人畜共患风险。
结果发现,具有大量种群和高遗传多样性的冠状病毒物种似乎具有更高的人畜共患风险。一些野生动物冠状病毒比其他冠状病毒更容易引起未来的人畜共患病。
α 和 β 冠状病毒的人畜共患概率
研究人员将所有动物 α 和 β 冠状病毒的溢出风险分为四类:
(1)引起人类疾病的病毒(6 种冠状病毒);
(2)未引起人类疾病,但引起疾病或有证据溢出至其他动物(3种);
(3)没有证据表明存在溢出或疾病出现,但具有高溢出风险(11种);
(4)外溢风险低(17种)。
高危冠状病毒的血清诊断
荧光素酶免疫沉淀系统 (LIPS) 作为一种灵敏、快速的血清学工具,在疾病出现期间表现出优于经典 ELISA 的优势。
序列比对结果表明,冠状病毒核衣壳蛋白 (NP)的属内相似性较高,而属间相似性很低。一些病毒似乎更容易与其他病毒发生交叉反应。
使用临床血清样本验证冠状病毒血清学检测
研究人员收集了人类 COVID-19 患者以及阴性的血清样本。值得注意的是,尽管普通感冒病毒 HCoV-NL63 检测呈阳性,但它们并未遵循与 HCoV-SARS-2 相同的阳性-阴性模式。因此,阳性应该来自一般的普通感冒感染。
总之,研究人员对所有已知的 α 和 β 冠状病毒物种进行了全面分析,并确定了20种具有人类溢出风险高的冠状病毒列表,它们可能是未来爆发的病原体。
还确定了重要的人畜共患来源,包括天然宿主蝙蝠和啮齿动物,随后,研究人员建立了快速、灵敏的血清学工具,可用于主动监测这些高风险冠状病毒物种。此项研究为未来的冠状病毒疾病防范提供了理论或实践基础。
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