巧合太多了，就不再是巧合了。

接续：新冠病毒中的跨物种、跨生物界、超生物基因 1


I SARS-CoV-2对冠状病毒基因的继承、借鉴、模仿、优化、集成（续一）



WIV1（rs3367）


ACE2结合关键氨基酸

SARS-CoV-2 Spike（刺突）蛋白的ACE2结合能力主要由S1亚基RBD（receptor-binding domain，受体结合域）内5个位点上的氨基酸残基决定，这5个氨基酸残基称为ACE2结合关键氨基酸。

SARS-CoV-2 的5个ACE2结合关键氨基酸参照、借鉴自蝙蝠冠状病毒WIV1（rs3367）。

SARS-CoV-2的ACE2结合关键氨基酸与WIV1（rs3367）的ACE2结合关键氨基酸存在显著的参照、借鉴关系：二种病毒的5个ACE2结合关键氨基酸有3个相同，另有一对理化性质高度相似。

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）的第2、第4、第5关键氨基酸同为苯丙氨酸、天冬酰胺（亦称天门冬酰胺）、酪氨酸。如下表所示。

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）ACE2结合关键氨基酸对照表

F、N、Y依次是苯丙氨酸、天冬酰胺、酪氨酸的单字母缩写。表中括号内的数字是相应氨基酸在Spike蛋白aa序列（amino acid sequence，氨基酸序列）中的序号/位置，比如，2-苯丙氨酸F（486）表示SARS-CoV-2的第2个ACE2结合关键氨基酸是一个苯丙氨酸，它是SARS-CoV-2 Spike蛋白的第486个氨基酸。

下图比对了12种冠状病毒Spike蛋白RBD的aa序列片断。

5种人类致病冠状病毒、7种蝙蝠冠状病毒RBD局部区域aa序列比对

图中5种人类致病冠状病毒是：HCoV-NL63、HCoV-OC43、MERS-CoV、SARS-CoV-2、SARS-CoV。SARS-CoV Tor2是一个SARS-CoV流行病毒株，收集于Canada Toronto，全基因组序列上传时间是april，2003。

SARS-CoV-2、rs3367的5个ACE2结合关键氨基酸在图中以紫色方框标出。图中除rs3367外的其它10种冠状病毒与SARS-CoV-2至多只有1个相同ACE2结合关键氨基酸。

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）的5个ACE2结合关键氨基酸除了有3个相同外，还有1对高度相似。

SARS-CoV-2的第3个ACE2结合关键氨基酸是谷氨酰胺Q（也叫麸酰胺酸），WIV1（rs3367）的第3个ACE2结合关键氨基酸是天门冬酰胺N，虽然并不相同，但非常巧合的是，谷氨酰胺、天门冬酰胺这两种氨基酸高度相似，它们的6项物理、化学属性（分子结构、亲水性、分子量、等电点、羧基解离常数、氨基解离常数）要么相同，要么非常相似、接近。如下表所示。

天门冬酰胺（N）、谷氨酰胺（Q）物理、化学属性对照

上述6项理、化属性同时高度相似的情况在氨基酸之间非常难得。这是无目的、随机性自然变异的偶然巧合，还是人为设计的结果呢？

部分氨基酸物理、化学属性对照表

有论文指出，SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）RBD的三维结构也非常相似，二者RBD与ACE2结合形成的复合体的空间构象同样非常相似，复合体中RBD、ACE2间关键氨基酸的接触情况依然非常一致。

rs3367、SARS-CoV-2的RBD 3D结构模型对比

由上图可见，橙红色的rs3367 RBD 3D模型与褚灰色的SARS-CoV-2 RBD 3D模型高度相似、高度吻合；图中还标示了rs3367、SARS-CoV-2的3对相同ACE2结合氨基酸，就是前面所指出的F486~F473、N501~N488、Y505~Y492。

hACE2结合能力

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）的Spike蛋白都具有强大的hACE2（human ACE2，人类ACE2）结合能力。

号称来自动物的SARS-CoV-2的最早分离株（2019年12月在武汉分离得到的Wuhan-Hu-1等病毒株）未经任何人体适应性变异就已具备了极佳的hACE2结合能力，hACE2是SARS-CoV-2 Spike的最佳结合对象，SARS-CoV-2 Spike的hACE2结合亲和力强于其与所有已对照物种ACE2的结合亲和力；SARS-CoV-2未经任何人体适应性变异，自现身之初就以人类为最佳感染、致病对象，SARS-CoV-2对人体细胞、对人体的感染、致病能力强于所有已知动物物种，致病后果重于所有已知动物物种。

如果SARS-CoV-2是动物来源的，那么，从动物宿主转移到人类宿主之初，它更适合感染的，不是人类，而是它的动物来源宿主；如果SARS-CoV-2是动物来源的，那么，它需要一个人体适应过程，它的刺突蛋白需要适应性变异以获得更佳的人类ACE2结合能力，在获得更理想的人类感染、致病能力前，它还需要经历其它变异来充分适应人体组织、细胞。

WIV1（rs3367）Spike也具有极佳的hACE2结合、利用能力，这一点在Ralph S. Baric（拉尔夫·巴里克）团队March 14, 2016发表的PNAS嵌合病毒论文中得到了揭示和证明。该论文实验表明，WIV1、WIV1-MA15能感染实验小鼠，并在小鼠气道、肺中有效复制，不过，它们只能使小鼠产生轻度症状；但是，当用表达hACE2的转基因小鼠替代普通实验小鼠后，WIV1、WIV1-MA15在小鼠肺中的复制滴度提高了100倍，部分转基因小鼠体重减轻超过10%，病毒在转基因小鼠大脑中的复制更为强劲（与肺中相比），使部分转基因小鼠患上了致命的脑炎。

WIV1-MA15是用WIV1的Spike与SARS-CoV MA15的Spike外部分制作的嵌合病毒（将WIV1-Spike的基因序列，与SARS-CoV MA15 Spike外部分的基因序列拼接成一个完整的基因序列，再基于拼接所得基因序列使用反向遗传平台合成、复活WIV1-MA15），SARS-CoV MA15是Ralph S. Baric等人实验室培育的SARS-CoV小鼠适应性变异体。SARS-CoV能感染小鼠细胞，但不会使小鼠产生临床疾病症状，SARS-CoV MA15则可使小鼠严重致病并100%致死。反向遗传平台功能强大，可只基于基因序列合成、复活冠状病毒；它将冠状病毒的基因编辑、基因改造简化为基因序列的设计与编辑，可简捷、灵活、高效、无痕迹地改造冠状病毒。基因序列是一串文本字符串。

跨物种感染能力

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）都具有强大的跨物种ACE2结合能力及跨物种感染（/细胞进入）能力，而且它们的宿主范围可能高度重合。

SARS-CoV-2的跨物种ACE2结合能力、跨物种感染能力极为惊人，已报告的SARS-CoV-2可感染物种约有30种左右，包括但不限于：人类、灵长类动物（如大猩猩、非洲绿猴、恒河猴、食蟹猕猴、狒狒、黑长尾猴和狨猴）、穿山甲、狗、猪、兔子、家猫、老虎、狮子、雪豹、麝香猫、某些鼠类（如仓鼠、田鼠）、某些鼬类或貂类（如雪貂、水貂、水獭、黄鼠狼等等）、北美鹿（如白尾鹿）、貉、树鼩、果蝠等等。

由于相比SARS-CoV-2，对WIV1（rs3367）的研究要有限得多，而且WIV1（rs3367）的致病效果微弱而不明显，因此，已报告的WIV1（rs3367）可感染物种少于SARS-CoV-2。由疫情前的有关论文可知，WIV1（rs3367）至少具有11种/类动物的ACE2结合能力和细胞进入（感染）能力，其中的9种/类也是SARS-CoV-2的可感染物种，它们是：人类、非洲绿猴、恒河猴、果子狸、貉、雪貂、水鼬（即水貂）、猫、果蝠。例外物种是老鼠/小鼠、菊头蝠（等蝙蝠）。WIV1（rs3367）可感染老鼠/小鼠，以及菊头蝠等众多蝙蝠，但SARS-CoV-2不能感染老鼠/小鼠，不能感染菊头蝠等众多蝙蝠（SARS-CoV-2可感染仓鼠、田鼠、果蝠）。菊头蝠是众多蝙蝠冠状病毒的宿主，然而，号称来自蝙蝠的SARS-CoV-2不能结合菊头蝠ACE2，不能进入/感染菊头蝠等众多蝙蝠的细胞。

WIV1（rs3367）虽然具有强大的跨物种ACE2结合能力，以及强大的跨物种细胞进入能力，但它自身毒力（致病能力）微弱，至多只能使某些小型被感染物种（如实验室小鼠）产生轻度疾病症状；虽然能够强力结合hACE2，并具备人体细胞进入能力，但WIV1（rs3367）不是一种人类致病冠状病毒，它不能使人体产生临床疾病症状；虽然能在表达hACE2的转基因小鼠体内强烈复制，但WIV1（rs3367）应该不能在人体细胞内有效复制，不能在人体中持续存在。这种情况类似于WIV1（rs3367）对埃及果福的感染。

on 19 December 2018，Ralph S. Baric团队、国家过敏和传染病研究所（所长是安东尼·福奇Anthony Fauci）的两个下属机构联合发表了的一篇研究WIV1对埃及果福感染、致病能力的MDPI论文，论文实验表明：
1）、WIV1能有效结合、利用埃及果福（Egyptian fruit bat，Rousettus aegyptiacus）的ACE2进入果蝠细胞，能够感染果蝠的鼻甲、咽部、气管、肺、肾、胃、肠等众多组织、器官，使这些组织、器官产生不同程度的内在免疫反应；
2）、但是，12只实验果蝠都没有表现出明显的临床疾病迹象（如呼吸窘迫、厌食或嗜睡），未检测到果蝠的体重减轻或体温变化；
3）、感染后第3天，只在果蝠咽部和鼻甲骨检测到WIV1的RNA，在其它器官、组织中已检测不到WIV1的RNA，WIV1已经从果蝠的大多数器官、组织中消失了。

论文认为，WIV1虽然能够感染果蝠的众多组织、器官，但它在果蝠组织、器官内缺乏有效的复制、繁衍（因而将从果福体内自动消失）。

论文还做了两组转基因BHK细胞（Baby Hamster Syrian Kidney cells，叙利亚幼仓鼠肾细胞）体外感染实验，实验结果表明：WIV1能有效感染表达hACE2的转基因BHK细胞，以及表达果蝠ACE2 的转基因BHK细胞；与果福体内感染实验不同的是，WIV1在这两种转基因BHK细胞中都能健壮地持续复制。

其它信息

WIV1、rs3367发现于云南同一山洞，是一对“孪生”蝙蝠冠状病毒，二者全基因组序列一致度为99.92%，二者决定物种感染能力及宿主范围的Spike蛋白S1亚基（受体结合基因）的aa序列完全相同。2013年4月8日，武汉病毒研究所将rs3367的全基因组序列、WIV1的spike蛋白aa序列上传至NCBI（National Center for Biotechnology Information，美国国家生物技术信息中心）的GenBank生物信息数据库，2013年7月8日，WIV1的全基因组序列也上传至GenBank国际共享（武汉病毒研究所受美国政府机构资助为美国搜集、鉴定冠状病毒）。

云南同一山洞还发现了另一对“孪生”蝙蝠冠状病毒：WIV16、Rs4874，这对病毒全基因组序列一致度为99.93%。它们与WIV1、rs3367也高度相似，WIV1与WIV16的全基因组序列一致度为97.54%。这二对四个“至亲”病毒的5个ACE2结合关键氨基酸完全相同。

在疫情发生前报告的冠状病毒中（不计疫情发生后报告的某些穿山甲冠状病毒、某些蝙蝠冠状病毒），可能只有上述四个病毒与SARS-CoV-2有3个（含）以上的相同ACE2结合关键氨基酸；甚至，其它冠状病毒与SARS-CoV-2可能至多只有1个相同ACE2结合关键氨基酸，笔者未看到过其它与SARS-CoV-2有2个（含）以上相同ACE2结合关键氨基酸的冠状病毒。

上一篇文章指出，SARS-CoV-2的病毒骨架主要来自CoVZC45（/CoVZXC21）、SARS-CoV，这两/三种病毒与SARS-CoV-2都只有一个相同的ACE2结合关键氨基酸：第5关键氨基酸--酪氨酸Y。见下表：

SARS-CoV-2、CoVZC45、SARS-CoV、WIV1的ACE2结合关键氨基酸对照表

SARS-CoV-2、SARS-CoV、CoVZC45/CoVZXC21、WIV1（rs3367）都是乙型冠状病毒属（Betacoronavirus）B亚属（Sarbecovirus）冠状病毒，该亚属（subgenera）也称作冠状病毒β谱系（β-CoVs）B支系。

虽然处于同谱系同支系，但SARS-CoV-2与WIV1（rs3367）全基因组序列相似度仅为82.13%，Spike蛋白aa序列相似度仅为77.70 %，二者没有直接或接近的进化渊源。

问题

SARS-CoV-2与WIV1（rs3367）ACE2结合关键氨基酸的高度关联，是自然变异、自然重组产生的吗？是自然进化/自然演化的巧合，还是人为借鉴、人为设计的结果？

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（未完待续）