2022年3月18日，國際著名學術期刊《Nature Communications》在線發(fā)表了題為《Structures of a deltacoronavirus spike protein bound to porcine and human receptors》（豬德爾塔冠狀病毒刺突蛋白與人和豬受體復合物的結構）的研究論文。報道了江蘇省農業(yè)科學院獸醫(yī)所李彬研究員團隊與南京農業(yè)大學生命科學學院張水軍教授合作在豬德爾塔冠狀病毒（PDCoV）跨物種傳播方面的重要研究成果。
冠狀病毒的跨種傳播對全球公共衛(wèi)生構成了重大威脅，冠狀病毒屬的很多成員可以跨物種感染人和動物，包括新型冠狀病毒SARS-CoV-2、SARS冠狀病毒和中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）等。
豬德爾塔冠狀病毒（PDCoV）是一種新型豬腸道冠狀病毒，可引起哺乳仔豬腹瀉和嘔吐，生長豬、成年豬及生產母豬也可感染，給全球養(yǎng)豬業(yè)帶來巨大經濟損失。該病毒于2012年首次在香港的豬群中發(fā)現(xiàn)，2014年2月美國在腹瀉仔豬和母豬的糞便中首次檢測到PDCoV。隨后，韓國和中國大陸也從腹瀉豬的臨床樣品中檢測到該病毒。
2021年12月，據《Nature》期刊報道，從海地的三名發(fā)熱兒童血清樣本中檢測并分離到了PDCoV，表明PDCoV具有感染人的風險。冠狀病毒通過其表面的刺突蛋白與細胞受體結合，入侵宿主細胞從而實現(xiàn)感染。然而，PDCoV結合受體的分子機制仍不明確，研究其與人和豬的受體分子結合是揭示其跨種傳播的關鍵。
研究團隊解析了PDCoV的刺突蛋白（S蛋白）受體結合區(qū)（RBD）與人和豬的細胞受體氨基肽酶N（APN）的復合物晶體結構，揭示了PDCoV結合兩個物種受體上保守的氨基酸位點，且發(fā)現(xiàn)PDCoV的RBD在人和豬APN上具有高度相似的結合區(qū)域，可能是其感染豬和人的結構基礎。但該結合區(qū)域與人冠狀病毒HCoV-229E、豬呼吸道冠狀病毒（PRCoV）與受體APN的結合區(qū)域完全不同。
結合體外生化和病毒感染實驗，研究團隊進一步鑒定了APN受體上影響PDCoV實現(xiàn)跨物種傳播的關鍵氨基酸位點（Y316、K379、E426和W429）。該論文揭示了豬德爾塔冠狀病毒跨物種傳播的可能機制，為研制該病毒的疫苗和藥物提供了結構基礎和理論依據。
獸醫(yī)所李彬研究員、南京農業(yè)大學生科院張水軍教授、徐穎副教授為論文的共同通訊作者。獸醫(yī)所博士后彭棋和南農博士研究生紀蔚偉為論文的共同第一作者。我院中心實驗室徐寸發(fā)老師也參與了相關實驗。該研究得到了十四五國家重點研發(fā)計劃、江蘇省杰出青年基金、省部共建重點實驗室重大自主課題、江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金等項目的資助。
參考文獻：
1. Lednicky, J.A., Tagliamonte, M.S., White, S.K., Elbadry, M.A., Alam, M.M., Stephenson, C.J., et al. （2021）。 Independent infections of porcine deltacoronavirus among Haitian children. Nature 600（7887）， 133-137. doi: 10.1038/s41586-021-04111-z.
2. 論文鏈接：https://www.nature.com/articles/ s41467-022-29062-5
日期：2022-03-22
冠狀病毒的跨種傳播對全球公共衛(wèi)生構成了重大威脅，冠狀病毒屬的很多成員可以跨物種感染人和動物，包括新型冠狀病毒SARS-CoV-2、SARS冠狀病毒和中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）等。
豬德爾塔冠狀病毒（PDCoV）是一種新型豬腸道冠狀病毒，可引起哺乳仔豬腹瀉和嘔吐，生長豬、成年豬及生產母豬也可感染，給全球養(yǎng)豬業(yè)帶來巨大經濟損失。該病毒于2012年首次在香港的豬群中發(fā)現(xiàn)，2014年2月美國在腹瀉仔豬和母豬的糞便中首次檢測到PDCoV。隨后，韓國和中國大陸也從腹瀉豬的臨床樣品中檢測到該病毒。
2021年12月，據《Nature》期刊報道，從海地的三名發(fā)熱兒童血清樣本中檢測并分離到了PDCoV，表明PDCoV具有感染人的風險。冠狀病毒通過其表面的刺突蛋白與細胞受體結合，入侵宿主細胞從而實現(xiàn)感染。然而，PDCoV結合受體的分子機制仍不明確，研究其與人和豬的受體分子結合是揭示其跨種傳播的關鍵。
研究團隊解析了PDCoV的刺突蛋白（S蛋白）受體結合區(qū)（RBD）與人和豬的細胞受體氨基肽酶N（APN）的復合物晶體結構，揭示了PDCoV結合兩個物種受體上保守的氨基酸位點，且發(fā)現(xiàn)PDCoV的RBD在人和豬APN上具有高度相似的結合區(qū)域，可能是其感染豬和人的結構基礎。但該結合區(qū)域與人冠狀病毒HCoV-229E、豬呼吸道冠狀病毒（PRCoV）與受體APN的結合區(qū)域完全不同。
結合體外生化和病毒感染實驗，研究團隊進一步鑒定了APN受體上影響PDCoV實現(xiàn)跨物種傳播的關鍵氨基酸位點（Y316、K379、E426和W429）。該論文揭示了豬德爾塔冠狀病毒跨物種傳播的可能機制，為研制該病毒的疫苗和藥物提供了結構基礎和理論依據。
獸醫(yī)所李彬研究員、南京農業(yè)大學生科院張水軍教授、徐穎副教授為論文的共同通訊作者。獸醫(yī)所博士后彭棋和南農博士研究生紀蔚偉為論文的共同第一作者。我院中心實驗室徐寸發(fā)老師也參與了相關實驗。該研究得到了十四五國家重點研發(fā)計劃、江蘇省杰出青年基金、省部共建重點實驗室重大自主課題、江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金等項目的資助。
參考文獻：
1. Lednicky, J.A., Tagliamonte, M.S., White, S.K., Elbadry, M.A., Alam, M.M., Stephenson, C.J., et al. （2021）。 Independent infections of porcine deltacoronavirus among Haitian children. Nature 600（7887）， 133-137. doi: 10.1038/s41586-021-04111-z.
2. 論文鏈接：https://www.nature.com/articles/ s41467-022-29062-5
日期：2022-03-22
