Koronawirusy blisko spokrewnione z wirusem pandemicznym odkrytym w Japonii i Kambodży

Dwie laboratoryjne zamrażarki w Azji przyniosły zaskakujące odkrycia. Naukowcy powiedzieli Natura znaleźli koronawirusa, który jest blisko spokrewniony z SARS-CoV-2, wirusem odpowiedzialnym za pandemię, u nietoperzy podkowiastych przechowywanych w zamrażarce w Kambodży. W międzyczasie zespół z Japonii poinformował o odkryciu innego blisko spokrewnionego koronawirusa – znajdowanego również w zamrożonych odchodach nietoperzy.

Wirusy są pierwszymi znanymi krewnymi SARS-CoV-2 znalezionymi poza Chinami, co wspiera Światową Organizację Zdrowia szukaj w Azji zwierzęce pochodzenie pandemii. Mocne dowody sugerują, że SARS-CoV-2 pochodzi od nietoperzy podkowiastych, ale to, czy przeszedł bezpośrednio z nietoperzy na ludzi, czy przez żywiciela pośredniego, pozostaje tajemnicą.

Wirus w Kambodży został znaleziony u dwóch nietoperzy podkowiastych Shamela (Rhinolophus shameli) przechwycony na północy kraju w 2010 roku. Genom wirusa nie został jeszcze w pełni zsekwencjonowany – ani jego odkrycie nie zostało opublikowane – co utrudnia ustalenie jego pełnego znaczenia dla pandemii.

Jeśli wirus jest bardzo blisko spokrewniony z wirusem pandemicznym, a nawet jest jego przodkiem, może dostarczyć kluczowych informacji o tym, w jaki sposób SARS-CoV-2 przenosił się z nietoperzy na ludzi, i informować o poszukiwaniu pochodzenia pandemii, mówi Veasna Duong, wirusolog z Instytutu Pasteura w Phnom Penh, który prowadził poszukiwania starych próbek w Kambodży i zaalarmował Natura do ich odkrycia na początku listopada. Aby dostarczyć takich informacji, wirus musiałby dzielić ponad 97% swojego genomu z SARS-CoV-2, czyli więcej niż jego najbliższy znany krewny – twierdzą naukowcy.

Ale nowy wirus może być bardziej odległy, w takim przypadku badanie go pomoże naukowcom dowiedzieć się więcej o różnorodności tej rodziny wirusów, mówi Etienne Simon-Loriere, wirusolog z Instytutu Pasteura w Paryżu, który planuje sekwencjonowanie wirus, po czym zostanie udostępniony publicznie.

Tak jest w przypadku innego wirusa, zwanego Rc-o319, zidentyfikowanego w małym japońskim podkowcu (Rhinolophus cornutus) przechwycony w 2013 r. Wirus ten ma 81% wspólnego genomu z SARS-CoV-2, według artykułu¹ opublikowany 2 listopada – co sprawia, że ​​jest zbyt odległy, aby dać wgląd w pochodzenie pandemii, mówi Edward Holmes, wirusolog z University of Sydney w Australii.

Bez względu na to, co odkrył zespół z Kambodży, oba odkrycia są ekscytujące, ponieważ potwierdzają, że wirusy blisko spokrewnione z SARS-CoV-2 są stosunkowo powszechne w Rhinolophus nietoperze, a nawet nietoperze znalezione poza Chinami, mówi Alice Latinne, biolog ewolucyjny z Wildlife Conservation Society Vietnam w Hanoi, która widziała niektóre analizy zespołu kambodżańskiego, ale nie brała udziału w badaniu.

„Właśnie tego szukaliśmy i znaleźliśmy” – mówi Duong. „To było jednocześnie ekscytujące i zaskakujące”.

Początki pandemii

Odkrycia sugerują również, że inni, jeszcze nieodkryte krewni SARS-CoV-2, mogą być przechowywani w zamrażarkach laboratoryjnych, mówi Aaron Irving, badacz chorób zakaźnych na Uniwersytecie Zhejiang w Hangzhou w Chinach, który planuje również przetestować przechowywane próbki nietoperzy i innych ssaki na przeciwciała przeciwko SARS-CoV-2.

„Nie spodziewałem się, że znajdę krewnego SARS-CoV-2” – mówi wirusolog Shin Murakami z Uniwersytetu Tokijskiego, który był członkiem zespołu, który zdecydował się ponownie przebadać próbki zamrożonych zwierząt na obecność wirusów w następstwie pandemii.

Tylko kilka znanych koronawirusów jest blisko spokrewnionych z SARS-CoV-2, w tym jego najbliższy znany krewny RaTG13. Został odkryty u pośrednich nietoperzy podkowiastych (Rhinolophus affinis) w chińskiej prowincji Junnan w 2013 r. i został opublikowany² dopiero na początku tego roku. Istnieje również kilka innych koronawirusów, występujących w innych Rhinolophus nietoperze i łuskowce przechwycony w latach 2015-2019, o którym naukowcy wiedzą, że jest blisko spokrewniony z SARS-CoV-2.

„SARS-CoV-2 prawdopodobnie nie był zupełnie nowym wirusem, który pojawił się nagle. Wirusy z tej grupy istniały, zanim dowiedzieliśmy się o nich w 2019 roku ”- mówi Tracey Goldstein, zastępca dyrektora One Health Institute na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis, która jest związana z zespołem z Kambodży.

Latinne mówi, że odkrycia to potwierdzają Rhinolophus nietoperze są rezerwuarem tych wirusów.

Wirus w Kambodży

Zespół Duong schwytał nietoperze podkowiaste Shamela w Kambodży w ramach projektu PREDICT finansowanego przez rząd USA, w ramach którego przez dziesięciolecia badano dziką przyrodę pod kątem wirusów mogących wywołać pandemię i zakończył się na początku tego roku. W kwietniu Amerykańska Agencja ds. Rozwoju Międzynarodowego przyznała programowi dodatkowe 3 miliony USD i 6-miesięczne przedłużenie na poszukiwanie dowodów na obecność SARS-CoV-2 w próbkach zwierząt – głównie nietoperzy, a także łuskowców i innych zwierząt – siedząc w zamrażarkach laboratoryjnych w Laosie, Malezji, Nepalu, Tajlandii, Wietnamie i Kambodży. Pełny raport z tych dochodzeń jest oczekiwany w najbliższych tygodniach.

Duong twierdzi, że wstępne sekwencjonowanie genomu krótkiego fragmentu nowego wirusa nietoperza – długości 324 par zasad – wykazało, że był on podobny do tego samego regionu w SARS-CoV-2 i RaTG-13, co sugeruje, że te trzy są blisko spokrewnione. Ten region jest wysoce konserwowany w koronawirusach, mówi Latinne, i jest często używany do szybkiej identyfikacji, czy wirus jest nowy, czy znany. Ale nie jest jeszcze jasne, czy RaTG-13 lub nowy wirus jest bliżej spokrewniony z SARS-CoV-2.

Przy tak małym fragmencie trudno powiedzieć, mówi Vibol Hul, wirusolog również z Instytutu Pasteura w Kambodży, który w 2010 r. Uwięził nietoperze podkowiaste Shamela przy wejściu do jaskini. Genomy większości znanych koronawirusów zawierają około 30000 par zasad.

W osobnej analizie zespół z Kambodży zsekwencjonował około 70% genomu nowego wirusa przy użyciu technologii dostępnej lokalnie – mówi Erik Karlsson, wirusolog z Instytutu Pasteura w Kambodży, który pomógł w analizie nietoperzy. Brakowało w tej sekwencji instrukcji dotyczących kluczowych części wirusa, takich jak geny kodujące białko kolczaste, którego koronawirusy zwykle używają, aby dostać się do komórek. Sekwencjonowanie tej sekcji wskaże, czy ten wirus może infekować ludzkie komórki, mówi Duong.

Nowy wirus musiałby być co najmniej w 99% podobny do SARS-CoV-2, aby być bezpośrednim przodkiem obecnego wirusa pandemicznego, mówi Irving. Genomy RaTG13 i SARS-CoV-2 różnią się tylko o 4%, ale ta rozbieżność reprezentuje od 40 do 70 lat ewolucji, ponieważ mają wspólnego przodka. Pomimo dziesięcioleci, wirusy są na tyle podobne, że używają tego samego receptora do wnikania do komórek. Sugerują to badania nad komórkami RaTG13 może zarazić ludzi.

Kolejny bliski krewny

Spośród znanych koronawirusów związanych z SARS-CoV-2 nowo odkryty Rc-o319 wydaje się być najbardziej odlegle spokrewniony, mówi Duong.

W badaniach komórkowych japoński zespół odkrył, że wirus nie może wiązać się z receptorem używanym przez SARS-CoV-2 do dostania się do ludzkich komórek, co sugeruje, że nie może łatwo zakażać ludzi.

Shin mówi, że jego koledzy złapali więcej nietoperzy w Japonii na początku tego roku i planują przetestować je pod kątem koronawirusów. W październiku Hul wrócił do jaskini w północnej Kambodży, aby złapać więcej nietoperzy.

Prawdopodobnie istnieje więcej koronawirusów związanych z SARS-CoV-2 Rhinolophus populacje nietoperzy, które żyją w całym regionie, mówi Holmes. „Miejmy nadzieję, że jeden lub więcej z nich będzie tak blisko spokrewnionych z SARS-CoV-2, że możemy uznać go za prawdziwego przodka”.