新冠病毒对动物的感染II
郭志儒 兽眼观察
一、适应小鼠的SARS-CoV-2毒株。
众所周知，ACE2作为SARS-CoV-2的细胞受体，在病毒感染上发挥着重要作用。由于小鼠的ACE2在氨基酸序列和结构与人ACE2的差别（特别是在与病毒Spike受体结合域（RBD）相结合区域的差异），使得自然状态下，人群中流行的SARS-CoV-2 Spike蛋白与小鼠的ACE2结合性差，导致SARS-CoV-2对野生型小鼠不易感，从而限制了普通小鼠作为SARS-CoV-2感染和疾病模型的研究和应用。最近美国的两个研究组分别采用不同的手段获得了可感染小鼠的SARS-CoV-2适应株。一个研究组通过比较人与鼠的ACE2在与SARS-CoV-2 Spike 蛋白RBD给合区的氨基酸序列差别，通过反向遗传技术改造了SARS-CoV-2的Spike基因编码RBD区域的部分序列，使这种改造后的病毒Spike蛋白更好地结合小鼠细胞膜上的ACE2受体。这种改造后的SARS-CoV-2小鼠适应株（SARS-CoV-2 MA，mouse-adapted SARS-CoV-2)可自然感染不同年龄段的BALB/c小鼠，且在老龄鼠中引起更严重的疾病，在感染和发病临床表型方面与人更相似（Nature,586：560–566)。另一个研究组则通过将从病人身上分离的SARS-CoV-2毒株在老龄BALB/c小鼠的呼吸道連续传代，获得了可有效感染并引起不同年龄BALB/c小鼠发病的SARS-CoV-2小鼠适应株(Science，369（6511）:1603-1607)。这些小鼠模型的建立会对SARS-Cov-2的感染、发病以及疫苗与药物等领域的研究起到促进作用。
(本文图片均来自网络）
二、SARS-CoV-2对貂的感染以及貂-人之间的病毒传播
继前文中提到荷兰、丹麦报道农场养殖貂感染SARS-CoV-2之后，美国、意大利、西班牙和瑞典也相继有农场养殖貂感染SARS-CoV-2的报道。尽管自发现疫情以来，荷兰和丹麦等采取了各种措施，捕杀了上百万只貂，但其貂养殖场疫情并未得到控制，有更多养殖场被感染，而且有更多的人从貂身上感染了病毒。至10月中旬，荷兰已经有近70个貂场感染，占其全部养殖场的一半以上。对最初暴发的16个养殖场的详细分析显示，至少有66名农场雇员、农场主和11只没有主人的猫（feral cat）被貂感染。他们感染的病毒与貂群中流行的病毒变异株一致，与当地人群中流行的病毒株不同。貂群中流行的病毒株按进化分有5个分支(clusters/types)，但最初的来源是人。这有可能是开始的时候人至少分5次将病毒传播给貂。(Promed mail,20201019.7873326)。
丹麦虽然发现养殖貂感染比荷兰晚，但是疫情形势却更不乐观。丹麦是世界最大的貂生产国，占世界貂总产量的40%(早期报道说占28%)。目前有1000多个养殖场，约1700万只貂。至11月5日，已经有200多个养殖场感染。令人担忧的是，在丹麦北部的783例人SARS-CoV-2感染病例中，有一半与貂有关(Promed mail,20201105.7918210)。一份更详细的报道指出，在貂群中暴发SARS-CoV-2这段时间，对5102份人的SARS-CoV-2样品完整测序，发现有214人感染了貂群中的变异株(42%)。而且这其中的200人是在North Jutland这一个地区。
与荷兰类似，丹麦也发现貂群中有5个分支的貂变异株(Clusters1-5)。在所有这些貂变异株中，Spike蛋白上总共发现了7个突变。在Cluster 5这一分支有一株特殊的病毒，其Spike蛋白上同时有4个突变点。该株病毒已经在North Jutland这个地区的5个貂养殖场和12个病人身上发现。引起当局警觉的是，初步的研究显示，感染人群中广泛流行的SARS-CoV-2株的康复者血清，对Cluster 5该貂变异株病毒的抑制/中和作用下降。这样基于现在人群中流行的毒株而研制的疫苗，可能不能提供针对该变异毒株感染的有效保护。因此，为了阻止这一貂变异株的进一步扩散，当局已经决定捕杀丹麦境内所有的貂，并且采取了停运当地的公共交通，限制人员流动等一系列封锁措施。相关情况也通报了世卫组织(WHO)。WHO也在其网站对相关情况进行了通报，并给出了一些具体建议（www.who.int）。
通常情况下，感染一种宿主的病毒跨越种间屏障感染另一种宿主后，病毒会发生适应新宿主的一些突变/变异，这也是为什么貂从人感染SARS-Cov-2之后，病毒在貂群中传代、传播会产生一些适应于貂这一新宿主的变异株。如果两种病毒宿主的亲缘关系比较远，病毒适应于一种新的宿主后，通常会对原宿主的感染/致病力减弱，当然也有例外。以上提到的貂群流行的Cluster 5这株新的变异病毒，目前未发现对人的致病/传播力有增强，只是出于当前研制的疫苗对该株病毒预防效果的担忧，丹麦当局作出了上述决定。同时，对这些变异株进一步的深入研究也正在进行。
目前尚未见到美国、西班牙和巴西貂群中感染的SARS-CoV-2的毒株的资料。瑞典自10月底发现首例貂感染，至11月6日已经发现有6个养殖场被感染。但瑞典目前对貂感染的SARS-CoV-2病毒的基因测序，发现其仍然与人群中流行的SARS-CoV-2一致，尚未发现丹麦貂群中流行的变异株。这也可能是由于人将病毒传播给貂的时间不长，病毒在貂体内传代的次数少。
三、对其它动物的实验感染
继前文中提到的SARS-CoV-2自然和实验感染的动物种类之后，德国两个研究组分别对浣熊和牛对SARS-Cov-2的敏感性作了研究。2003年中国曾在浣熊体内分离到SARS冠状病毒。为了验证SARS-CoV-2能否感染浣熊，一个研究组作了SARS-CoV-2人工感染浣熊试验。结果证明浣熊对SARS-CoV-2易感，而且感染的浣熊能够将病毒传播给与其直接接触的浣熊。通过鼻腔感染后，在鼻、咽和直肠拭子中均可检到病毒RNA。病毒感染后2天即可从鼻、咽部分离到病毒，感染后第4天仍可从感染动物分离到。而且，感染的动物没有发病症状。因此，研究者认为浣熊有作为SARS-CoV-2中间宿主的可能。（Emerging Infectious Disease，2020，26（12））。据报道，中国是全球最大浣熊养殖国（占全球养殖浣熊的99%），大约有1400万只养殖的浣熊。在疫情流行地区也应当加强监测这一动物群体。
另一个研究组则对6头牛作了人工感染SARS-CoV-2试验，在两头牛中观察到了病毒复制和SARS-CoV-2特异性血清抗体。但未发现感染牛能够将病毒传播给与其直接接触的牛。这些牛在感染SARS-CoV-2之前，体内均有高滴度的抗牛Beta冠状病毒的抗体，但仍有部分动物被感染，说明这些抗牛Beta冠状病毒的抗体不能提供针对SARS-CoV-2的保护。（Emerging Infectious Disease,2020,26(12)）。
目前为止，SARS-CoV-2的最初来源尚未定论。普遍认为病毒来源于某种动物。由于在蝙蝠中发现了与SARS-CoV-2同源性较高的Beta冠状病毒，现在的观点趋向于SARS-CoV-2最初可能来源于蝙蝠。但是，目前为止在蝙蝠体内发现的病毒与感染人的SARS-CoV-2仍有不同，因此认为蝙蝠身上的病毒可能通过一种或几种中间动物宿主体内的进化，获得了感染人的能力，再通过这些中间宿主感染了人。但这些中间宿主目前还未找到。虽然前文和本文总结了目前为止SARS-CoV-2可以自然或人工感染的多种动物，但还均未发现这些动物作为SARS-CoV-2中间宿主的直接证据。目前为止的研究证明，SARS-CoV-2绝不是只感染单一宿主的一种病毒，除了人之外，可感染SARS-CoV-2的动物宿主范围比较广泛，因此，加强、监测动物感染SARS-CoV-2的研究十分有意义。特别是在荷兰和丹麦发现SARS-CoV-2可以在貂和人群中相互交叉传播后，加大疫区易感动物的监测对于控制疫情变得尤为重要。最近，美国加州大学、哈佛大学、麻省理工等多家机构的研究者合作，根据受体ACE2与SARS-CoV-2的Spike蛋白结合起关键作用的25个氨基酸序列，对包括252种哺乳动物在内的410种脊椎动物对SARS-CoV-2的易感性作了预测（PNAS,2020,117(36):22311-22322）。该研究对于SARS-CoV-2的感染动物模型以及寻找其中间宿主的研究会有促进。已经有证据感染的这些动物种类绝大多数与该文预测结果一致。根据这一研究结果，一些野生的非人灵长类动物对SARS-CoV-2也非常易感，一旦病毒传播到这些动物，可能会给本来就已经濒危的一些物种带来灭顶之灾。