自爆發(fā)以來(lái)，新冠病毒（SARS-CoV-2）就表現(xiàn)出明顯的突變多樣性，突變病毒株不斷出現(xiàn)。2021年11月世界衛(wèi)生組織（WHO）**報(bào)道了奧密克戎（Omicron）毒株，Omicron 的出現(xiàn)引發(fā)了新一波的感染浪潮，迅速席卷全球。
近日，中科院微生物研究所高福院士團(tuán)隊(duì)在 Cell Discovery 期刊發(fā)表了題為：Broader-species receptor binding and structural bases of Omicron SARS-CoV-2 to both mouse and palm-civet ACE2s 的研究論文。
該研究評(píng)估了 Omicron BA.1 與包括人類(lèi)在內(nèi)的27個(gè)物種的 ACE 受體的結(jié)合，發(fā)現(xiàn) Omicron BA.1 已經(jīng)能夠?qū)⑵涫荏w結(jié)合譜擴(kuò)展到了果子貍、嚙齒動(dòng)物、多種蝙蝠以及一些刺猬中。
該研究還確定了 Omicron BA.1?的S蛋白與小鼠ACE2 （mACE2）復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，以及 Omicron RBD 與果子貍ACE2（cvACE2）復(fù)合復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，從而確定影響 Omicron BA.1?宿主范圍的幾個(gè)關(guān)鍵氨基酸殘基。
這些結(jié)果表明，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì) Omicron 突變株的監(jiān)測(cè)，以監(jiān)測(cè)其與更廣泛物種的受體結(jié)合，防止其進(jìn)一步向其他潛在宿主的溢出和擴(kuò)張，從而導(dǎo)致新冠的長(zhǎng)期大流行。
目前，已有多個(gè)國(guó)家報(bào)告了人類(lèi)向動(dòng)物傳播新冠病毒的案例，包括貓、狗、水貂、老虎、非洲獅、白尾鹿、雪貂、美洲獅、大猩猩、雪豹以及河馬等動(dòng)物。此外，還有報(bào)道水貂和貓向人類(lèi)傳播新冠病毒的案例。
除了上述自然感染外，實(shí)驗(yàn)室研究還發(fā)現(xiàn)，兔子、豬、狐貍等幾種動(dòng)物也是新冠病毒的潛在易感宿主。
分子和細(xì)胞分析進(jìn)一步證明了新冠病毒具有廣泛的受體結(jié)合譜，包括家畜、寵物、牲畜、動(dòng)物園和水族館中常見(jiàn)的動(dòng)物，以及包括蝙蝠在內(nèi)的許多野生動(dòng)物。
基因組分析表明，Omicron BA.1 亞型攜帶了異常大量的基因突變，尤其是在其刺突蛋白（S蛋白）中。S蛋白的受體結(jié)合域（RBD）有15個(gè)氨基酸改變，其中9個(gè)位于 RBD 與人ACE2受體（hACE2）的結(jié)合界面，即K417N、G446S、S477N、E484A、Q493R、G496S、Q498R、N501Y 和 Y505H。
考慮到 Omicron BA.1 在預(yù)測(cè)的所有宿主范圍確定位點(diǎn)都包含突變，因此評(píng)估該突變株的潛在宿主范圍對(duì)于提供動(dòng)物監(jiān)測(cè)指導(dǎo)至關(guān)重要。
自 Omicron BA.1 爆發(fā)以來(lái)，已有研究對(duì)該突變株的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和宿主范圍進(jìn)行了調(diào)查，研究結(jié)果顯示，Omicron RBD 與人ACE2（hACE2）親和力更強(qiáng)。此外，S蛋白中的一些突變（例如N746K、T547K和N856K）導(dǎo)致S蛋白構(gòu)象更加穩(wěn)定。但 Omicron 在其他潛在宿主中的識(shí)別受體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)尚未闡明。
目前，Omicron BA.1 的起源仍然是個(gè)謎，但有三個(gè)假說(shuō)：
1、Omicron 或其祖先病毒已經(jīng)人類(lèi)中長(zhǎng)期潛伏，只是之前沒(méi)發(fā)現(xiàn)；
2、Omicron 是在**功能低下的人類(lèi)宿主中進(jìn)化而來(lái)的；
3、Omicron 的祖先病毒從人類(lèi)傳播給小鼠，在小鼠中迅速變異，再跳回人類(lèi)。
在這項(xiàng)研究中，高福團(tuán)隊(duì)比較了 Omicron BA.1 和 Delta 突變株對(duì)27個(gè)物種的受體結(jié)合能力，包括人類(lèi)、典型的家畜和野生動(dòng)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Omicron BA.1 的宿主范圍比新冠原始毒株更廣，而 Delta 突變株則沒(méi)有顯示出任何變化。
該研究進(jìn)一步確定了 Omicron BA.1 的S蛋白與小鼠ACE2受體（mACE2）結(jié)合的復(fù)合物冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，以及 Omicron RBD 與果子貍ACE2受體（cvACE2）結(jié)合的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，并闡明了 Omicron BA.1 受體結(jié)合范圍擴(kuò)展的潛在分子機(jī)制。
這些研究結(jié)果揭示了 Omicron BA.1 宿主適應(yīng)的潛在機(jī)制，并強(qiáng)調(diào)了持續(xù)監(jiān)測(cè)易感物種以避免 SARS-CoV-2 進(jìn)一步溢出的必要性。
