※ 引述《honu (桶后的閃閃螢火蟲)》之銘言:
: Genome Sequences of Two SARS Virus Strains Confirmed
: http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=000BFE14-7FC7-1EB1-BDC0809E
: C588EEDF&pageNumber=1&catID=1
(我都忘記科學人有中文版的,笨)
SARS冠狀病毒基因現形!
撰文╱王心瑩
近期在亞洲及其他一些地區肆虐的「嚴重急性呼吸道症候群」(SARS)已經在全
球快速奪走478條人命(到5月6日為止)。全球為了努力遏止SARS繼續傳播,大多數
的研究資訊都盡可能快速地公佈周知。科學家先前已經找出可能引發SARS病徵的元兇
,而世界各地的研究人員也各自進行基因定序的工作,台灣的台大醫院也在5月6日正
式公佈最新研究結果。目前確定有數種不盡相同的病毒基因組,5月1日《科學》期刊
便在其所屬的「科學快遞」網站上發表最早提出的兩篇論文。研究人員希望藉由了解
病毒的完整基因組,以及相關的蛋白質構造與特性,能夠更了解病毒的致病機制,進
而協助發展SARS的診斷方法、治療方法及疫苗的研發。
先前《新英格蘭科學期刊》已於4月10日於網路率先發表兩篇論文,兩個研究團隊均指
出,一種突變的冠狀病毒(coronavirus)應為引發SARS的元兇。冠狀病毒是一群具有
套膜的RNA病毒,其RNA約由30000個鹼基組成,為目前已知最大的RNA病毒之一。過去
認為冠狀病毒分為三大類,其中兩類會感染哺乳動物,另一類只感染飛禽,基本上這
類病毒的宿主相當專一,主要引發上呼吸道與腸道感染,然而此次引發SARS的冠狀病
毒似乎沒有這麼容易對付,行蹤飄忽難以掌控。
《科學》期刊5月1日發表的論文中,其中一篇是以加拿大卑詩省癌症機構基因科
學中心為首的研究團隊共同完成,他們也是全球第一個發表SARS冠狀病毒完整序列的
團隊,早在4月14日便將之放上網路。他們的檢體取自加拿大多倫多的一位病患,所
定序出的病毒命名為「多倫多株」(Tor2 strain),其基因組長度為29751個鹼基,
經系譜分析比對序列後,他們認為這個新種病毒與已知的三大類冠狀病毒均不甚相似
,不過與兩種人類的冠狀病毒HCoV-OC43和HCoV-229較為接近。加拿大團隊建議將這
類可能引發SARS病徵的冠狀病毒列為第四大類,稱為SARS-CoV。
加拿大團隊比較SARS-CoV與已知三類冠狀病毒的序列,並沒有發現太顯著的序列
互換,因此這個團隊推測,可能有某種未知宿主身上有未知種類的冠狀病毒,在近期
內發生小規模的突變,轉變成可以感染人類的種類;當然也可能是由原本對人類無害
的冠狀病毒突變而來。如果能夠找出突變前到底是哪一種冠狀病毒,那麼藉由比對兩
者序列的差異,以及研究宿主身上抗體的特性,或許可以盡快找到比較可靠的治療方
法與疫苗。
《科學》發表的另一篇文章是一個國際研究團隊共同完成,由美國疾病防制中心
(CDC)的羅塔(Paul A. Rota)領導,他們的樣本來自一位病逝於越南河內的病人,
取得其呼吸道檢體,而定出病毒的基因序列,基因組長度為29727個鹼基,含有11個
開放讀碼區(指可轉錄出一整段胺基酸列的段落)。他們將這種病毒命名為「厄巴尼
株」(Urbani strain),也確定這種病毒屬於冠狀病毒的一種。
國際團隊論文的共同作者之一、同屬CDC的歐貝斯提(Steven Oberste)說,他
們定出的病毒與「已知的冠狀病毒顯然是不同的」。這種病毒株的基因組整體構造,
與目前已知的三類冠狀病毒大致相同,不過進行系譜分析與序列比對後發現,某些特
定蛋白質的胺基酸序列有顯著的差異。歐貝斯提指出︰「這項新的分析雖已出爐,但
對於了解病毒起源幫助不大。」
確實,厄巴尼株與多倫多株雖然只有8個鹼基不一樣,但這些差異主要呈現在用來
複製遺傳物質的酵素上,並在外部形成不同的病毒套膜,也就是說,這些蛋白質是決
定病毒感染機制與途徑的關鍵角色,因此任何突變可能就會使得感染過程出現變化,
而各地病毒的些微差異也使感染途徑略有不同,因此病毒可能極易逃過藥物與疫苗的
攻擊,更增治療難度。
《科學》期刊也整理了截至4月29日為止的全球基因定序現況,除前述的厄巴尼
株與Tor2株之外,已定出完整序列的還包括香港大學發表的HKU-39849、香港中文大
學的CUHK-W1,以及新加坡基因體研究中心與新加坡綜合醫院共同發表的KYK。
台灣受到SARS波及嚴重,台大醫院也於5月6日發表台灣病患樣本的冠狀病毒定序
結果與相關研究。台大定出的病毒株命名為「台灣一號」(TW1),長度為29729個鹼
基,經序列比對發現,台灣一號與多倫多株最為相近,只相差3個鹼基,而與香港和
越南的病毒株差異稍大,相差約11~12個鹼基。由於現有的基因序列越來越多,彼此交
叉比對或許可以找出傳染途徑,甚至找出關鍵的蛋白質。台大是在4月9日由檢驗科主
任高全良首度成功培養病毒,並約在4月14日純化出病毒顆粒。他們也觀察到病人免疫
系統中的單核白血球有浸潤現象(即不正常蓄積),且病毒引發強烈的T細胞反應,產
生大量的細胞素(cytokine),使得巨噬細胞活性急速上升,甚至吞噬紅血球,而在
病患體內引發一連串致命的效應。
由於現今基因定序儀器與技術的高度普及,各個受到SARS嚴重威脅的國家莫不全
力進行各地病毒基因的定序工作。《科學》期刊在評論中特別以北京華大基因研究中
心為例,這個以定序出全球第一個稻米基因著稱的團隊急欲有所成績,但受限於中國
政府的步調無法施展,直到4月15日才拿到中國軍事醫學科學院提供的第一個樣本。
以他們嫻熟的技術,不出幾天就發表了BJ01、BJ02、BJ03、BJ04與GZ01等病毒株的部
份序列。
由於尋求SARS的治療方法日益迫切,加上相關傳言紛飛,不易判別真實程度,因
此位於日內瓦的國際衛生組織預計成立一個SARS基因多樣性資料庫(SARS genetic
diversity databank),結合臨床資料庫累積的資料,希望能統整資料,儘早找到可
行的方法。
【延伸閱讀】
「科學快遞」網站上可參考兩篇病毒基因定序的論文,以及數篇相關評論文章。
《新英格蘭醫學期刊》也於第一時間在網站上發表兩篇檢出冠狀病毒的論文。
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這個延伸閱讀原文精華區都有
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