
您好,刚好看到了一篇刚发表于重要的病毒学领域杂志JVI的论文:Yushun Wan, et al., Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: An analysis based on decade-long structural studies of SARS. J Virol, 2020. 也许可以提供一些思路,但不一定能完全回答您的问题。
论文基于新发表的2019-nCoV序列,尤其是Spike蛋白(主要和ACE2结合介导病毒感染细胞的蛋白)的序列,特别是其中的RBD(receptor binding domain)结构域(Spike蛋白中主要和ACE2结合的结构域),尤其关注RBM(receptor binding motif)结构域(RBD结构域中最核心的结合区段),结合SARS-CoV病毒Spike蛋白和ACE2的结合模型,详细阐述了RBM区段中几个重要的氨基酸变化可能导致2019-nCoV与人ACE2结合更强,可能是其有更强转染性以及跨物种至人传人的原因之一。
上图是论文中最重要的一张图。
A图显示SARS-CoV的Spike蛋白RBD区域和ACE2受体的结合结构示意图。可以看出,RBD结构域主要包含了RBM和Core两个重要的组成部分,而RBM又是直接介导受体结合的区段。
B图显示可感染各种宿主的SARS病毒其RBM中关键的几个氨基酸位置极其在不同宿主之间的变化:对SARS病毒来说,其RBM与人ACE2的结合中,479位置的氨基酸如果是N/R,相比K更有利于和受体结合。但在2019-nCoV中,该位置突变成了Q(493)(为什么是493而不是同样的479,是序列同源性分析的结果,不同病毒的S蛋白虽然同源性高,但序列长度并不完全一致,因此起始点也不完全一致)
C图和D图分别对比了SARS-CoV和2019-nCoV其RBD区域和人ACE2的结合面,并标注了其中的关键氨基酸位点。可以看出,虽然又总共五个关键结合位点,但实际引起了比较明显构象变化的就是SARS N479对应于nCoV Q493。其余部分虽然不完全一致,但大体上结构没什么变化。而关于这个位点由N突变至Q究竟意味着什么,论文原话是这样的:
“Gln493 provides favorable interactions with human ACE2, consistent with 2019-nCoV’s capacity for human cell infection.
Hotspot-31 consists of a salt bridge between Lys31 and Glu35 buried in a hydrophobic environment. In human SARS-CoV RBD, the K479N mutation removes the unfavorable interaction at the RBD/human ACE2 interface, enhances viral binding to human ACE2, and played a critical role in the civet-to-human transmission of SARS-CoV. Importantly, Gln493 in 2019-nCoV RBD is compatible with hotspot-31, suggesting that 2019-nCoV is capable of recognizing human ACE2 and infecting human cells."
上述句子的大概意思就是从SARS经验来看,该位点突变为N或者Q都非常有利于RBD和ACE2的结合,但并未说明Q是不是比N导致结合更强。(期待结构生物学背景的人补充下)
因此,“同样是与ACE2受体结合,为什么新冠肺炎比SARS有更强的传染性?”也许单纯从序列分析和ACE2受体的结合,似乎并不能很完美地解释新冠肺炎比SARS有更强的传染性。
此外,还有一些其他的角度可能会让我们觉得新冠病毒比SARS病毒传染性更强,有的可能并不是病毒本身的机制导致的,可以深入探讨以下,比如:
1.新冠病毒看起来比SARS病毒症状和死亡率更轻一些,这导致了很多隐匿性感染,也就是带毒但不发病,这无疑加速了传染;
2.对于武汉这样的大城市+交通枢纽,又临近春节,前期防控的不及时无疑让初期的感染基数大增,以至于后续防控压力更大。初始基数一旦增大,后续感染人数必然上升更快,给人的感觉自然是传染性更强;
补充以下,从一篇新发的论文上看到一组数据,可以用于补充回答,主要显示的是2019-nCoV相对于以往的爆发性传染病毒的致死率和R0(基本传染系数:一个感染某种传染病的人,会传染给其他多少个人的平均数。)
从上表中可以看出,题主所问的“新冠肺炎比SARS有更强的传染性?”可能仅仅只是众多公众号营造的信息阴影,不一定是准确的信息。从WHO公布的数据来看,二者的R0值至少目前来看是差不多的,随着2019-nCoV数据的不断积累,这个数字也会更加准确。
补充:
最新的一篇预印本文章通过结构分析显示,新冠病毒和人ACE2的结合力比SARS高了10~20倍,这可能也是传播能力更强的原因之一:
