蛇是新冠病毒的中间宿主吗？在疫情的冲击下，咱们不得不思考这些病毒是不是寄生在某些特殊生物上，而蛇自然是诸多思考中的一个，能到底蛇和新冠病毒有没有联系呢，下面我们来具体看看。

当科学家们争相了解更多关于SARS-CoV-2冠状病毒的信息时，最近对该病毒基因组的两项研究得出了有争议的结论：蛇是这种新病毒的中间宿主，以及一种关键的冠状病毒蛋白与HIV-1蛋白有着“不可思议的相似之处”。

现在，最新发表在ACS《蛋白质组研究杂志》上的一项研究反驳了这两种观点，并指出，有鳞的、类食蚁兽的穿山甲是在蝙蝠和人类之间传播SARS-CoV-2的缺失环节。

了解致使新冠肺炎在全球蔓延的SARS-CoV-2病毒的来源和传播方式，对其控制和治疗非常重要。大多数专家认为，蝙蝠是天然的SARS-CoV-2宿主，但要让这种病毒从蝙蝠传染给人类，还需要一个中间宿主。

此前，一项研究分析了SARS-CoV-2病毒的基因组，结果表明蛇是这种病毒的宿主，尽管目前已知的冠状病毒只会感染哺乳动物和鸟类。与此同时，一项不相关的研究比较了新型冠状病毒和HIV-1的突刺蛋白序列，发现了意想不到的相似之处。虽然作者在受到科学批评后撤回了这篇预印稿，但由此引发了一些谣言和阴谋论，认为这种新型冠状病毒可能是在实验室中设计出来的。

现在，Yang Zhang和同事们希望对SARS-CoV-2 DNA和蛋白质序列进行更仔细和完整的分析，以解决这些问题。

与以前的研究相比，研究人员使用更大的数据集和更新、更准确的生物信息学方法和数据库来分析SARS-CoV-2基因组。他们发现，与声称SARS-CoV-2和HIV-1之间只共享4个突刺蛋白区域不同，这4个序列片段可以在其他病毒中发现，包括蝙蝠冠状病毒。

在发现蛇是中间宿主的分析有误后，研究小组从穿山甲组织中分离出DNA和蛋白质序列，寻找类似于SARS-CoV-2的基因。

而研究人员在患病动物的肺中发现了91%与人类病毒蛋白质相同的蛋白质序列。此外，穿山甲冠状病毒突刺蛋白的受体结合域仅与SARS-CoV-2存在5个氨基酸差异，而人与蝙蝠病毒蛋白的差异为19个。

因此，研究人员认为，这一证据表明穿山甲是最有可能的新冠状病毒中间宿主，但也有可能是其他中间宿主。

这篇论文于3月22日发表在《蛋白质组研究杂志》上，题目为“2019-nCoV基因组的蛋白质结构和序列再分析，驳斥了蛇作为中间宿主以及其与HIV-1的突刺蛋白插入的独特相似性”。研究团队来自密西根大学生物化学系、计算医学与生物资讯学系，Yang Zhang为通讯作者。

研究人员表示，虽然现在人们普遍认为，像菊头蝙蝠可能是2019-nCoV的天然宿主，但是究竟是哪种动物作为中间宿主将蝙蝠冠状病毒带到人类宿主中，目前还不清楚。尽管多项研究表明马来亚穿山甲是另一宿主，但也一些研究提出穿山甲可能是一种天然宿主，而不是中间宿主。

为了进一步研究2019-nCoV传播的动物宿主，研究人员使用马来亚穿山甲的宏基因组样本，组装了一种高度相关的冠状病毒的基因组草图。组装的基因组序列的比对结果，特别是在突刺蛋白上的比对结果，表明穿山甲在2019-nCoV的进化及其从蝙蝠向人类传播中的重要性。

研究结果：

1. 2019-nCoV突刺蛋白不包括HIV-1特有的插入片段

在此前的一篇题为“2019-nCoV突刺蛋白中独特插入片段与HIV-1 gp120和Gag的异常相似性”的论文中，印度理工学院的Pradhan等人提出了一个发现，即2019-nCoV突刺蛋白特有的四个新插入(图1)。他们进一步得出结论，这四个插入片段是2019-nCoV受体结合位点的一部分，并且这些插入与HIV-1蛋白具有“不可思议的相似性”，但与其他冠状病毒则没有“相似性”。

这些说法在社会上引起了相当大的公众恐慌和争议，甚至在论文被撤回后阴谋论也依旧满天飞。为了研究Pradhan等人的结论是否具有科学的精确性，研究人员重新分析了其中所讨论的四个突刺蛋白插入的结构位置和序列同源性。

在研究这四个插入片段的病毒同源性时，研究人员通过非冗余序列数据库(NR)对其进行BLAST序列搜索，将搜索结果限制为病毒(taxid: 10239)，但将其他搜索参数保留为默认值。表1列出了为每个插入片段的前5个序列同系物(包括查询本身)。

之前的说法认为这四个插入片段是2019-nCoV和HIV-1所独有的，然而所有四个插入片段都可以在其他病毒中找到。事实上，HIV-1蛋白在四个插入片段中只有一个是最常见的，而四个插入片段中有三个是在蝙蝠冠状病毒RaTG13中发现的。

此外，部分由于这些插入片段的长度很短， 6到8个氨基酸， BLAST的E值（BLAST所使用的参数评估统计学意义的排列，通常需要< 0.01被认为是重要的）几乎都是> 4，除了蝙蝠冠状病毒IS2。这些高E值表明，这些相似性中的大多数可能是巧合。

考虑到四个插入片段中有三个是在蝙蝠冠状病毒RaTG13中发现的，很容易假设这些“插入”可能是直接遗传自蝙蝠冠状病毒。目前，至少有7个已知人类冠状病毒(2019-nCoV、 SARS-CoV、MERS-CoV、HCoV-229E、 HCoV-OC43、 HCoV-NL63和HCoV-HKU1)，其中许多病毒,包括SARS-CoV和MERS-CoV被认为是从蝙蝠传播的。

为进一步检查2019-nCoV和蝙蝠冠状病毒之间的进化关系，与其他人类冠状病毒相比，研究人员利用MUSCLE创建了一个多重序列比对(MSA)，呈现在图3中，对于所有七种人类冠状病毒和两种蝙蝠冠状病毒，RaTG13和RsSHC014，它们分别被认为是2019-nCoV和SARS-CoV的祖先。

在2019-nCoV的四个“插入片段”（IS）中，IS1仅具有一个不同于蝙蝠冠状病毒的残基，并且七个残基中的三个与MERS-CoV相同。 IS2和IS3都与蝙蝠冠状病毒相同。

对于IS4，虽然BLAST的局部序列比对没有击中表1中的蝙蝠冠状病毒，但它与MSA中的蝙蝠冠状病毒有密切的进化关系。特别是，2019-nCoV的IS4片段“QTQTNSPRRA”中的前6个残基与RaTG13相同，而蝙蝠冠状病毒或SARS-CoV中缺失的后4个残基与MERS-CoV和HCoV-HKU1至少有50%的同源性。

由此，研究人员认为2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒RaTG13之间存在密切的进化关系，Pradhan等人在突刺蛋白中强调的四个插入位点并不是2019-nCoV和HIV-1所独有的。事实上，在这些非常短的片段上建立的序列比对的相似性在统计学上是不显著的，这是通过BLAST E值来评估的，而这种相似性在许多其他病毒中也存在，包括蝙蝠冠状病毒。从结构上看，这些“插入”远离了与ACE2受体结合的突刺蛋白的结合界面，如图2所示，这也与Pradhan等人的结论相矛盾。

2. 相对同义密码子使用度不能识别冠状病毒的中间宿主

另一项由Wei Ji等人进行的早期研究试图理解2019-nCoV的感染。在这项研究中，作者分析了2019-nCoV和八个脊椎动物的RSCU（相对同义密码子使用度，包括两种蛇(银环蛇和眼镜蛇)、西欧刺猬、中华菊头蝠、土拨鼠(旱獭)、马来西亚穿山甲、鸡 (普通家鸡),和人类(智人)。在这些脊椎动物中，与2019-nCoV相比，蛇的密码子使用差异最小，因此Ji等人提出，蛇是2019-nCoV的中间宿主。

然而，由于缺乏先前的人畜共患冠状病毒可以感染哺乳动物和鸟类以外的动物的生物学证据，这一结论在病毒学家中引起了争议。

此外，最近的研究显示，初步证据表明，穿山可能是类似2019-nCoV的冠状病毒的宿主，进一步证明Ji等人的结论无效。虽然关于蛇是中间宿主的结论一直受到科学界的普遍质疑，但是仔细检查RSCU方法的基础和可靠性仍然很重要，这将有助于防止这种有偏见的分析误导科学界和公众。在最新研究中，我们通过对RSCU分析的大规模复制，仔细研究了生物信息学方法和潜在的生物学假设。

如图4A所示，蛇并不是RSCU距离2019-nCoV最小的脊椎动物，这说明Ji等人对RSCU分析的实施是不完整的。更重要的是，图4中的数据显示，与冠状病毒传播无关的动物，如青蛙和蛇，与所有三种冠状病毒已知宿主的RSCU距离始终较小。

例如，RSCU距离三种不同冠状病毒最小的脊椎动物是两种青蛙(Megophrys feae和Liophryne schlaginhaufeni)，而另一种青蛙(Xenopus laevis)在所有序列充足的脊椎动物中RSCU距离最小。

如补充表S1所示，RSCU在中间宿主鉴定失败的部分原因是，已知使用不同中间宿主（Paguma larvata和Camelus dromedarius）的不同冠状病毒（SARS-CoV和MERS-CoV），在RSCU中几乎没有差异（RSCU距离的平方= 0.12）。

这些数据表明，RSCU分析本身不够具体，无法区分来自不同脊椎动物宿主的冠状病毒。在这方面，失败不仅是由于使用过时的数据库或原始分析中包含的少数物种，而且实际上是由于错误的生物学假设，即冠状病毒将进化其RSCU，使其与宿主相似。

3.穿山甲可能是2019-nCoV的中间宿主

在最近的一项研究中，华南农业大学Xiao等人首次在穿山甲中发现了与2019-nCoV高度相似的冠状病毒序列。此外，三个独立的研究小组还报告了从马来穿山甲的宏基因组学样本中鉴定出2019-nCoV样冠状病毒序列，使穿山甲可能成为2019-nCoV的中间宿主。

为了进一步研究这种可能性，研究人员尝试使用马来西亚穿山甲的宏基因组样本重新组装冠状病毒的基因组草图。该基因组草图显示，2019-nCoV的总覆盖率为73%，序列一致性为91%。特别是组装后的基因组中对病毒识别宿主受体至关重要的突刺蛋白，其变异速度非常快，与2019-nCoV具有高序列同源性，仅存在5个残基位置差异，而2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒RaTG13的残基位置差异为19个。这些数据为RaTG13、Manis冠状病毒和2019-nCoV之间可能的进化关系提供了证据。

虽然目前的证据主要指向穿山甲是最有可能的中间宿主，但其他动物也有可能成为中间宿主，原因有以下两个。首先，冠状病毒已知有多个中间宿主。例如,果子狸是最著名的中间宿主,也使用野生貉和鼬獾作为中间宿主。其次，穿山甲属冠状病毒与2019-nCoV之间的91％序列同一性足够高，可以证实两种病毒之间的进化关系，但不足以将它们视为相同的病毒物种。从这个角度来看，SARS-CoV和MERS-CoV中间宿主的病毒序列分别与其人类版本的99.8和99.9%相同。因此，即使发现了穿山甲属冠状病毒，也应该继续寻找其它潜在的中间宿主。