新型冠状病毒肺炎COVID-19科研快讯(九)

   时间:2020-03-03 [ ] 浏览次数:127 来源:文献馆 视力保护色:

编者说明

 

       本期科研快讯是贵州省科学技术情报研究所(贵州省科技发展战略研究院)基于2020年2月21日—28日国内外医学期刊发表的2019新型冠状病毒学术成果及权威官方发布的COVID-19研发资讯,对COVID-19的病毒起源、诊断检测、机理、药物与疫苗研发信息进行了整理,也对第一例病理解剖报告进行了概述,为COVID-19的研究、治疗、疫情控制等方面提供参考。

    根据疫情防控的需要,本科研快讯将持续跟踪COVID-19最新研究成果,每周发布1期。如需获取快讯中提到的论文原文,可联系贵州省科学技术情报研究所(联系方式:0851—86857716)。

    声明:因快讯发布比较匆忙,难免有所失误,欢迎行业各界批评指导。


一、COVID-19起源研究

 

1中科院最新研究:11月中下旬可能已出现人传人,华南海鲜批发市场非起源地

    中科院西双版纳热带植物园副研究员郁文彬等人 2 21 日在中科院科技论文预发布平台ChinaXiv提交了一篇论文,题为 Decoding the evolution and transmissions of the novel pneumonia coronavirus (SARS-CoV-2) using whole genomic data(基于全基因组数据解码新型冠状病毒进化和传播)。借助基于种群遗传学的分析方法,研究团队分析认为武汉华南海鲜批发市场不是新冠病毒的起源地,新冠病毒可能最早于去年 11 月中下旬就输入武汉,并开始人际传播,在华南海鲜批发市场加快了人际传播。现在扩散的病例至少来自于 3 个途径。新型冠状病毒在 2 12 日之前发生过 2 次明显的种群扩张(分别是 12 8 日和 1 6 日)。

    科研人员收集了全世界各领域共享到 GISAID EpiFluTM数据库中覆盖了四大洲 12 个国家的 93 个新型冠状病毒样本的基因组数据(截至 2 12 日),通过全基因组数据解析,追溯传染源及扩散路径。研究发现,收到的 93 个样本包含 58 种单倍型(可以理解为核酸链上决定同一性状的多个连锁基因构成的基因型),可以归纳为五组,包括 3 个古老超级传播者单倍型(H1H3 H13)和2个新的超级传播者单倍型(H56 mv2)。其中,在中国样本中发现 31 个单倍型,在其他国家样本中发现 31 个单倍型。  研究发现,与华南海鲜市场有关联的患者样品单倍型都是 H1 及其衍生的单倍型 H2H8-H12,而一份武汉样品单倍型 H3 与华南海鲜市场无关。 

论文还根据新型冠状病毒基因组数据推算,2 12 日之前发生了两次明显种群扩张。1 月之前的种群扩张发生时间是 12 8 日,该结果暗示病毒可能在 12 月初,甚至 11 月中下旬即已经开始有人际传播,随后在华南海鲜市场加快了人际传播。研究推算 2 月份之前的种群扩张时间在 1 6 日,这个可能与元旦假期有关联。

    这项研究结论与《柳叶刀》1 24 日在线发表的一项研究相呼应。《柳叶刀》论文分析了武汉市首批 41 例确诊病例,指出 27 例去过华南海鲜市场,而 14 例没有相关暴露史,说明疫情可能先起源于其他地点,随后在华南海鲜市场爆发。

(信息来源:科研圈https://mp.weixin.qq.com/s/NCK-49lkFVTtbP5zi7Fgzg

 

2、龟类也可能是新冠病毒潜在中间宿主

    226日,湖北医药学院附属人民医院的刘龙联合广州暨南大学吴建国课题组在《医学病毒学杂志》上发表论文称,龟类(西部锦龟、绿海龟、中华鳖)也可能是将新冠病毒传播给人类的潜在中间宿主。

    最新研究采用冠状病毒刺突蛋白和宿主ACE2受体的组成和差异,预测SARS-CoV-2的潜在中间宿主。该研究的重点是比较SARS CoV-2SARS-CoV、蝙蝠SARSCoV和其他冠状病毒之间的刺突序列。这有助于进行进化分析,并寻找可能的病毒库。此外,对 ACE2结构和结合基序比对的分析,有助于提供线索来区分潜在宿主。研究结果表明,从具有ACE2受体41353位的RBD域中的Asn501 来看,龟类和穿山甲似乎比蝙蝠更接近人类。这表明龟类和穿山甲可能是SARS-CoV-2的潜在扩展宿主。

    目前已知龟类作为病毒库,携带数十种病毒,包括虹蛙病毒(RV)、尼多病毒(NV)、乳头瘤病毒(PV)、甲鱼虹彩病毒(STIV)、甲鱼系统性败血症球状病毒(STSSSV)、龟细小核糖核酸病毒(ToPV)和中华鳖出血综合征病毒(TSHSV)。不能排除蝙蝠SARSCoV RaTG13或其他SARSCoV感染龟类,并在进化后向人传播。总之,该研究提供了一些信息,即与蛇和穿山甲一样,龟类(西部锦龟、绿海龟、中华鳖)亦可能是将SARS-CoV-2传播给人类的潜在中间宿主,但仍需进一步研究来确认。

(信息来源:齐鲁壹点https://ql1d.com/newsjin/show/source/rss/type/1/id/

11494707.html

 

二、COVID-19诊断检测研究

 

1新冠肺炎辅助诊断人工智能模型成功建立,总准确度可达83%

       天津医科大学附属肿瘤医院徐波教授团队及国家超级计算机天津中心的研究团队在medRxiv预印本平台上发表的文章中,介绍了双方合作研发的一个利用CT图像辅助诊断新型冠状病毒肺炎的人工智能模型。该模型鉴别新冠肺炎与其他病毒性肺炎的总准确度可达83%,且快速高效。根据成像模式,有许多特征可识别病毒病原体,这些特征与它们的特定发病机理有关,COVID-19的标志是斑块状阴影和毛玻璃不透明的双边分布。基于此,研究人员收集了453例病原体确诊的COVID-19病例和先前诊断为典型病毒性肺炎的CT图像,修改了Inception迁移学习模型以建立算法,然后进行内部和外部验证。内部验证的总准确度为82.9%,特异性为80.5%,灵敏度为84%;外部测试数据集显示总准确性为73.1%,特异性为67%,灵敏度为74%。这些结果证明了使用人工智能提取放射学特征以进行及时准确的COVID-19诊断的原理。

    这是第一项将人工智能技术应用于CT图像以有效筛查COVID-19的研究,每例病例的时间约为2秒,并且可以通过共享的公共平台进行远程操作。尽管目前还存在一些局限性,研究人员相信通过将CT图像的分层特征与其他因素(例如遗传、流行病学和临床信息)的特征链接起来,进行进一步的优化和测试,提高准确性、特异性和敏感性,该平台可以用于辅助临床诊断,为COVID-19疾病控制做出贡献。

(信息来源:生物探索

https://www.linkresearcher.com/theses/311fc966-55ac-43a4-a238-f346112b338a

 

2、快速筛查冠状病毒感染能力,《自然》子刊发表新方法

    《自然》旗下专注于微生物学研究的子刊Nature Microbiology,近日正式上线了一篇有关冠状病毒研究的同行评议论文。来自美国国家过敏和传染病研究所的病毒学家,报告了一种快速筛查方法,用于检测冠状病毒感染人体的可能性。研究人员用此次新型冠状病毒(SARS-CoV-2)进行测试,快速确认了新冠病毒感染人体细胞的途径是ACE2受体。这一结果此前已通过预印本网站bioRxiv公开,与中国病毒学家石正丽研究团队在《自然》正式发表的结果相一致。

    这种方法的基础在于,病毒进入宿主细胞(比如人体细胞)是跨物种传播的重要步骤。具体来说,所有冠状病毒会编码一种表面蛋白,也就是刺突蛋白(S蛋白),这个蛋白会与宿主细胞的受体相结合,从而帮助病毒进入细胞。对于β冠状病毒来说,S蛋白中的一部分——受体结合域(RBD),是与宿主细胞直接发生相互作用的中介。Munster教授与同事开发的这种新方法,就是针对Bβ冠状病毒的S蛋白RBD,以取代传统方法中对整个S蛋白全长序列的合成,因此速度更快,成本收益比更高。

    检测结果快速确认,新冠病毒能和SARS病毒一样有效利用人类ACE2受体进入细胞。这一结论后续也得到了其他研究的证实。最近,随着结构生物学家对新冠病毒S蛋白高清结构ACE2受体三维结构的解析结果陆续公布,我们也对新冠病毒如何识别并入侵人体细胞有了更深的理解。

(信息来源:学术经纬

https://www.linkresearcher.com/theses/41f37f8b-2ba4-4b13-b987-594de0d7138e

 

3、新型恒温法 iLACO 平台可用于快速检测新冠病毒 

        尹秀山教授团队和陈卫华教授团队强强联合,开发了一种基于环介导等温扩增技术的检测方法—iLACO (isothermal LAMP based method for COVID-19),通过特异性引物扩增ORF1ab基因片段,并比对了11个相关病毒(包括7个相似的冠状病毒,2个流感病毒和2个正常的冠状病毒)进行种特异性辅助设计。iLACO敏感性可与基于TaqmanqPCR检测方法相媲美,反应时间10-35分钟不等,取决于收集的样本中病毒的载量。综上,iLACO方法的准确性、快速性和不受设备限制的通用性表明,iLACO平台对应的试剂盒,可应用于COVID-19的检测,以做到早发现、早治疗,提高救治能力,减少疾病的传播。尤其对于欠发达国家和地区以及受检测仪器限制的中心,该方法推广更为适用。同时改进版也在与瑞典卡罗林斯卡医学院的VicentPelechano教授实验室进行联合研发,争取将检测时间缩短至 3-9分钟以内。第一版本的iLACO已于210号研发成功,投产,所有方法及检测结果于220号投至MedRxiv平台并发布。

(信息来源:搜狐基因谷https://www.sohu.com/a/375681168_733985

原文链接:https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.20.20025874v1

 

 

三、COVID-19机理研究

 

1、新冠病毒可能采取类似HIV病毒的包装方式,变异引入的酶切位点可能增强传播能力

    近日,南开大学高山 阮吉寿等在期刊《生物信息学》上发表题为:《2019新型冠状病毒S蛋白可能存在Furin蛋白酶切位点》的论文。该论文在国际上首次报道此次新冠病毒的一个重要变异,这个变异引入了一个可供Furin蛋白酶切的位点,是此前所有发现的SARSSARS样(SARS-like)冠状病毒所不具备的。这种变异有可能增强了新冠病毒的传播能力。

    该研究的主要结论:(1)新型冠状病毒S蛋白可能存在Furin蛋白酶切位点,其包装机制有可能与鼠肝炎冠状病毒、HIV、埃博拉病毒等的包装机制相同,而不同于SARS 等其它大部分β冠状病毒;(2)由于包装机制的改变,新型冠状病毒S蛋白获得了更高的侵染细胞的效率,这可能是其传播能力大于SARS 冠状病毒的一个原因;(3)一些禽流感病毒也可以通过突变获得一个Furin蛋白酶切位点,以提高其侵染细胞的效率。

这个发现,为当前新冠病毒感染的治疗提供理论支持。如果Furin蛋白酶切位点及相关机制预测正确,意味着现有的大量抗病毒药物(特别是Furin蛋白酶抑制剂)可以利用,实现老药新用。

(信息来源:公众号BioWorldhttps://www.linkresearcher.com/theses/cbd2775c-7357-4024-98b5-2aded1976dad;

中国知网https://kns.cnki.net/KCMS/detail/23.1513.Q.20200224.1809.002.html

 

2、《细胞》揭示新冠病毒入侵细胞的关键

    228日,顶尖学术期刊《细胞》杂志在线发表了一篇关于新冠病毒的论文,揭示了新冠病毒入侵细胞所需的关键蛋白,并指出一种已经过临床验证的蛋白酶抑制剂在细胞实验中展现了抑制效果,有望成为潜在的治疗方案。值得注意的是,这篇文章虽然已经得到了同行评议,并已被《细胞》接受,但还没有完成最终的校对工作,因此文中可能存在一些细节上的错误。《细胞》表示,之所以提前把这篇文章发表出来,是为了尽早让更多人看到其中的信息。

从过去的经验看,SARS病毒结合的是细胞表面的ACE2受体,而入侵细胞也需要一种叫做TMPRSS2的蛋白酶的作用。而考虑到新型冠状病毒与SARS病毒序列的相似性,很多人也猜测新冠病毒利用的同样是ACE2受体。

研究人员们首先通过一系列实验方法,有力地表明,ACE2受体正是新型冠状病毒入侵细胞所需结合的受体。其次,科学家们使用了一种不表达TMPRSS2的特殊细胞系,以单独评估CatB/L的作用。他们发现当抑制CatB/L的活性后,新冠病毒和SARS病毒都失去了入侵细胞的能力,表明CatB/L这种蛋白酶在新冠病毒入侵细胞的过程中也有着作用。另一方面,研究人员们也评估了TMPRSS2这种蛋白酶的作用。他们发现一种叫做camostat mesylate的蛋白酶抑制剂可以有效抑制TMPRSS2的活性,并部分抑制新冠病毒入侵细胞。而如果将camostat mesylate与一种叫做E-64dCatB/L抑制剂联用,可以完全抑制入侵细胞的过程。综合以上这些结果,研究人员们认为新冠病毒和SARS病毒一样,入侵细胞时,也同样需要CatB/LTMPRSS2两种蛋白酶。

研究人员们在论文的讨论环节里指出,能够抑制TMPRSS2活性的camostat mesylate已经在日本获批上市。尽管它被用于完全无关的适应症,但本研究里的一些发现依旧表明,它可能具有抗病毒的潜力,是一个潜在的治疗思路。期待科学家们在这个方向上继续探索,早日检验这一可行性。

(信息来源:学术经纬

https://www.linkresearcher.com/theses/aaee93be-291f-474a-a5b3-cc27fba8a0b9

 

四、COVID-19药物与疫苗研究

 

1、基于花生四烯酸代谢通路防治细胞因子风暴的抗新型冠状病毒方剂研究

    发表在《柳叶刀》杂志的研究指出新型冠状病毒的感染与细胞因子风暴cytokine storm)存在密切联系。细胞因子风暴是机体对病毒、细菌等外界刺激产生的一种过度免疫反应。花生四烯酸(arachidonic acidAA)代谢通路主要用于合成炎症介质,可介导多种炎症因子的产生,如单核细胞趋化蛋白-1monocyte chemotactic protein 1MCP-1)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factorTNF)、ILIFN等,与炎症的发生发展及消退均有密切联系。因此抑制花生四烯酸代谢通路,有助于抑制机体炎症因子的释放,缓解细胞因子风暴

    近日,北京中医药大学等机构合作,基于花生四烯酸代谢通路关键靶点抑制剂的药效团模型,筛选中药化学成分数据库(traditional Chinese medicine databaseTCMD 2009)。选择匹配值(fit value)大于0.7的成分作为潜在活性成分,对活性成分来源中药进行频数统计,结合《国家新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第六版)》中的中药方剂进行分析,获取对细胞因子风暴具有潜在治疗作用的方剂。结果显示,对花生四烯酸代谢通路具有抑制作用的成分为厚朴木脂体、忍冬苦苷、大黄素甲醚-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷等,中药为厚朴、生姜、金银花、大黄、丹参、黄芩、栀子、人参、牛蒡子、绵马贯众、赤芍、山药。结合新型冠状病毒治疗方剂进行分析,发现藿香正气胶囊、金花清感颗粒、连花清瘟胶囊、清肺排毒汤、血必净注射液、热毒宁注射液、痰热清注射液对花生四烯酸通路具有潜在抑制作用,可能通过缓解细胞因子风暴抑制新型冠状病毒引起的肺炎。该研究旨在为新型冠状病毒临床用药提供指导,并为探索治疗新型冠状病毒中药及方剂的治疗机制和临床用药提供参考。

(信息来源:中国知网https://doi.org/10.19540/j.cnki.cjcmm.20200224.405

 

2、华中科技大学同济医学院针对弗林蛋白酶这个潜在的COVID-19治疗靶点筛选药物

    中国科学院科技论文预发布平台ChinaXiv223日预印出版了华中科技大学同济医学院药学院和沈阳药科大学无涯创新学院的论文“Furin, a potential therapeutic target for COVID-19”。

研究人员比较了来自SARS-CoV-2SARS-CoVMERS-CoVBat-CoVRaTG13S蛋白序列,发现SARS-CoV-2S1/S2切割位点附近有一个额外的“PRRA”插入。“PRRA”序列和随后的精氨酸(R)构成一个RRAR序列,这个RRAR序列的存在导致刺突蛋白成熟前可被类似于弗林蛋白酶的蛋白酶识别和切割成S1S2,但是不分离,这就为S1提供了改变构象以更好地适应宿主受体的灵活性,这可能是为什么SARS-CoV-2感染强于SARS-CoV的原因。因此弗林蛋白酶可能是抗SARS-CoV-2治疗的潜在药物靶点。

    目前,一些肽抑制剂已经被开发出来,并取得了良好的效果。文章通过从一个ZINC药物数据库(2924个化合物)、一个小型的内部天然产物数据库(1066个化合物)和现有的抗病毒药物文库(78个化合物)中筛选了潜在弗林蛋白酶抑制剂。从ZINC药物数据库中,发现了一系列的药物,如氨喋呤、氟达拉比磷酸酯、亚砜、伊立替康、羟替巴米定、洛美沙星、头孢哌酮、缬更昔洛韦、伊马替尼等可作为弗林抑制剂。天然产物中有如ECCGBiorobinPhyllaemblicin G7、穿心莲内酯及其衍生物、獐牙菜黄酮等对弗林蛋白酶具有较高的结合亲和力。从78种抗病毒药物的数据库中,如茚地那韦、Tenofoviralafenamide、替诺福韦、替诺福韦酯、Dolutdegravir、波普瑞韦、特拉匹韦和苏拉明也显示出对弗林蛋白酶的高结合亲和力。这些潜在的抑制剂和含有这些化合物为主要成分的药用植物可能用于治疗COVID-19。这些潜在的抑制剂在体外和体内进一步验证其有效性的实验将在未来的研究中进行。此外,联合靶向不同的SARS-CoV-2蛋白酶和弗林抑制剂可能是一种有效的治疗策略。

(信息来源:http://stm.las.ac.cn/STMonitor/qbwnew/bianyi_recordshow.htm?

id=35878&parentPageId=1582697805539&serverId=172

原文链接:http://www.chinaxiv.org/abs/202002.00062

 

3、美制药公司 Moderna生产出首批新冠病毒疫苗用于临床试验

    根据《华尔街日报》消息,美国生物制药公司Moderna开发出了一款针对新冠病毒的 mRNA 疫苗,已送至美国国立过敏和传染病研究所(NIAID)开展下一步的临床人体试验,结果预期在 7 月或 8 月公布。

据悉,这种 mRNA 疫苗的有效成分为Moderna NIAID 共同设计的mRNA-1237, 该信使 RNA 能够编码再输注稳定模式下的新冠病毒刺突蛋白(S 蛋白)。刺突蛋白复合体是冠状病毒通过膜融合入侵细胞的关键分子,也是 MERS SARS 疫苗的靶向蛋白。此次研发的针对新冠病毒的mRNA疫苗进入机体后可编码产生蛋白产物(刺突蛋白),从而唤起机体免疫反应并形成特异性抗体,对抗外界入侵的新冠病毒。

莫德纳公司说,与美国国家卫生研究院下属的国家过敏症和传染病研究所合作开发了这种疫苗。该批次的疫苗生产由国际组织流行病防范创新联盟资助。

(信息来源:科研圈环球网新华视点)

https://mp.weixin.qq.com/s/FcPhdfObviPPDxdMRfHnYA

 

五、COVID-19病理解剖研究

 

1、首例新冠肺炎逝者尸检报告发布:或将进一步推动现有诊疗方案的改变

    近日,《法医学杂志》官网更新发布新型冠状病毒肺炎尸体解剖专题,其中包括《新型冠状病毒肺炎死亡尸体系统解剖大体观察报告》。文章收稿日期显示为 2 24 日。文章作者为华中科技大学同济医学院法医学系刘茜、任亮、周亦武、刘良,湖北崇新司法鉴定中心王荣帅、屈国强、王云云、刘盼、朱英芝,上海公安学院费耿。

报告结果显示,从尸体检验大体观判断,本例死者肺部损伤明显。气管腔内见白色泡沫状黏液,右肺支气管腔内见胶冻状黏液附着,切面可见大量黏稠的分泌物从肺切面溢出,并可见纤维条索。报告指出,尸体检验肉眼所见与影像学改变分布情况相符合,考虑影像学所见磨玻璃状影与肉眼所见肺泡灰白色病灶对应,提示 COVID-19 主要引起深部气道和肺泡损伤为特征的炎性反应。

    目前的关注重点集中在气道黏液栓,这直接与临床呼吸机支持和治疗方式选择有关,也是区别 SARS 的关键。这个发现的意义在于,痰栓形成不利于呼吸机的氧有效抵达肺泡,导致呼吸机存在无效通气,所以在临床上先化痰、吸痰、清理呼吸道、再进行给氧支持才更有效。

此前, LANCET Respiratory Medicine  2 18 日在线发表一篇由 COVID-19 死者尸体穿刺取样获得的组织局部病理研究。解剖大体观察与此前局部病理学特征存在差异。研究者表示,COVID-19 患者与 SARS MERS 患者病理特征相似。此外,尽管使用糖皮质激素不是常规治疗手段,但患者肺部病理显示水肿和透明膜形成,这提示我们对重症患者及时、适当使用糖皮质激素和呼吸机支持,有助于阻止 ARDS 发展。

(信息来源:丁香园https://mp.weixin.qq.com/s/4SIG_yzzGUoKk_jJNrbJfw