新研究揭示蝙蝠冠状病毒跨物种传播屏障

近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院联合广州国家实验室、广州医科大学等单位，研究揭示了蝙蝠沙贝冠状病毒Rc-o319对其天然宿主ACE2受体的特异性适配机制，并阐明了该病毒适配人ACE2（hACE2）受体的结构限制，为评估冠状病毒跨物种传播风险提供了新的理论依据。相关成果发表于《公共科学图书馆-病原学》（PLOS Pathogens）。

菊头蝠（Rhinolophus bats）是沙贝冠状病毒（sarbecovirus）的天然宿主，评估这些病毒的跨物种传播潜力是近年来公共卫生研究的重点关注方向之一。刺突蛋白（S蛋白）介导的受体识别是冠状病毒跨物种传播的关键决定因素。Rc-o319是一种从日本角菊头蝠（Rhinolophus cornutus）中分离得到的沙贝病毒，其S蛋白的受体结合基序（RBM）存在9个氨基酸的缺失，已有研究显示其具有较为独特的受体结合特征。

在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助下，研究团队利用冷冻电镜技术解析了Rc-o319 S蛋白及其受体结合域（RBD）与日本角菊头蝠ACE2受体的复合物结构。结果发现，Rc-o319的RBM中特有的9个氨基酸缺失使得其RBM形成了独特的β-环（beta-loop）结构，该结构与其RBM环（RBM-loop）共同介导了对宿主ACE2的特异性识别。同时，宿主ACE2上的Asn38糖基化修饰参与了受体结合。进一步研究发现该宿主糖基化会削弱包括Rc-o319等多种沙贝病毒的受体利用。

进一步研究表明，Rc-o319若要获得人ACE2的中高等亲和力，需要同时改变β-环和RBM环的结构，单一区域的改变不足以实现受体转换，提示该病毒存在明显的跨物种传播屏障。此外，ACE2上的Asn38糖基化还可限制多种沙贝病毒对受体的利用，可能构成一种重要的宿主防御机制。

论文共同通讯作者、中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员熊晓犁表示，该研究揭示了Rc-o319宿主适应性的结构基础及其适配人ACE2受体的关键障碍，为理解沙贝冠状病毒的跨物种传播机制和评估潜在溢出风险提供了重要理论依据。