巧合太多了，就不再是巧合了。

接續：新冠病毒中的跨物種、跨生物界、超生物基因 1


SARS-CoV-2對冠狀病毒基因的繼承、借鑑、模仿、優化、集成（續一）



WIV1（rs3367）


ACE2結合關鍵氨基酸

SARS-CoV-2 Spike（刺突）蛋白的ACE2結合能力主要由S1亞基RBD（receptor-binding domain，受體結合域）內5個位點上的氨基酸殘基決定，這5個氨基酸殘基稱為ACE2結合關鍵氨基酸。

SARS-CoV-2 的5個ACE2結合關鍵氨基酸參照、借鑑自蝙蝠冠狀病毒WIV1（rs3367）。

SARS-CoV-2的ACE2結合關鍵氨基酸與WIV1（rs3367）的ACE2結合關鍵氨基酸存在顯著的參照、借鑑關係：二種病毒的5個ACE2結合關鍵氨基酸有3個相同，另有一對理化性質高度相似。

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）的第2、第4、第5關鍵氨基酸同為苯丙氨酸、天冬酰胺（亦稱天門冬酰胺）、酪氨酸。如下表所示。

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）ACE2結合關鍵氨基酸對照表

F、N、Y依次是苯丙氨酸、天冬酰胺、酪氨酸的單字母縮寫。表中括號內的數字是相應氨基酸在Spike蛋白aa序列（amino acid sequence，氨基酸序列）中的序號/位置，比如，2-苯丙氨酸F（486）表示SARS-CoV-2的第2個ACE2結合關鍵氨基酸是一個苯丙氨酸，它是SARS-CoV-2 Spike蛋白的第486個氨基酸。

下圖比對了12種冠狀病毒Spike蛋白RBD的aa序列片斷。

5種人類致病冠狀病毒、7種蝙蝠冠狀病毒RBD局部區域aa序列比對

圖中5種人類致病冠狀病毒是：HCoV-NL63、HCoV-OC43、MERS-CoV、SARS-CoV-2、SARS-CoV。SARS-CoV Tor2是一個SARS-CoV流行病毒株，收集於Canada Toronto，全基因組序列上傳時間是april，2003。

SARS-CoV-2、rs3367的5個ACE2結合關鍵氨基酸在圖中以紫色方框標出。圖中除rs3367外的其它10種冠狀病毒與SARS-CoV-2至多只有1個相同ACE2結合關鍵氨基酸。

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）的5個ACE2結合關鍵氨基酸除了有3個相同外，還有1對高度相似。

SARS-CoV-2的第3個ACE2結合關鍵氨基酸是穀氨酰胺Q（也叫麩酰胺酸），WIV1（rs3367）的第3個ACE2結合關鍵氨基酸是天門冬酰胺N，雖然並不相同，但非常巧合的是，穀氨酰胺、天門冬酰胺這兩種氨基酸高度相似，它們的6項物理、化學屬性（分子結構、親水性、分子量、等電點、羧基解離常數、氨基解離常數）要麼相同，要麼非常相似、接近。如下表所示。

天門冬酰胺（N）、穀氨酰胺（Q）物理、化學屬性對照

上述6項理、化屬性同時高度相似的情況在氨基酸之間非常難得。這是無目的、隨機性自然變異的偶然巧合，還是人為設計的結果呢？

部分氨基酸物理、化學屬性對照表

有論文指出，SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）RBD的三維結構也非常相似，二者RBD與ACE2結合形成的複合體的空間構象同樣非常相似，複合體中RBD、ACE2間關鍵氨基酸的接觸情況依然非常一致。

rs3367、SARS-CoV-2的RBD 3D結構模型對比

由上圖可見，橙紅色的rs3367 RBD 3D模型與褚灰色的SARS-CoV-2 RBD 3D模型高度相似、高度吻合；圖中還標示了rs3367、SARS-CoV-2的3對相同ACE2結合氨基酸，就是前面所指出的F486~F473、N501~N488、Y505~Y492。

hACE2結合能力

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）的Spike蛋白都具有強大的hACE2（human ACE2，人類ACE2）結合能力。

號稱來自動物的SARS-CoV-2的最早分離株（2019年12月在武漢分離得到的Wuhan-Hu-1等病毒株）未經任何人體適應性變異就已具備了極佳的hACE2結合能力，hACE2是SARS-CoV-2 Spike的最佳結合對象，SARS-CoV-2 Spike的hACE2結合親和力強於其與所有已對照物種ACE2的結合親和力；SARS-CoV-2未經任何人體適應性變異，自現身之初就以人類為最佳感染、致病對象，SARS-CoV-2對人體細胞、對人體的感染、致病能力強於所有已知動物物種，致病後果重於所有已知動物物種。

如果SARS-CoV-2是動物來源的，那麼，從動物宿主轉移到人類宿主之初，它更適合感染的，不是人類，而是它的動物來源宿主；如果SARS-CoV-2是動物來源的，那麼，它需要一個人體適應過程，它的刺突蛋白需要適應性變異以獲得更佳的人類ACE2結合能力，在獲得更理想的人類感染、致病能力前，它還需要經歷其它變異來充分適應人體組織、細胞。

WIV1（rs3367）Spike也具有極佳的hACE2結合、利用能力，這一點在Ralph S. Baric（拉爾夫·巴里克）團隊March 14, 2016發表的PNAS嵌合病毒論文中得到了揭示和證明。該論文實驗表明，WIV1、WIV1-MA15能感染實驗小鼠，並在小鼠氣道、肺中有效複製，不過，它們只能使小鼠產生輕度症狀；但是，當用表達hACE2的轉基因小鼠替代普通實驗小鼠後，WIV1、WIV1-MA15在小鼠肺中的複製滴度提高了100倍，部分轉基因小鼠體重減輕超過10%，病毒在轉基因小鼠大腦中的複製更為強勁（與肺中相比），使部分轉基因小鼠患上了致命的腦炎。

WIV1-MA15是用WIV1的Spike與SARS-CoV MA15的Spike外部分製作的嵌合病毒（將WIV1-Spike的基因序列，與SARS-CoV MA15 Spike外部分的基因序列拼接成一個完整的基因序列，再基於拼接所得基因序列使用反向遺傳平台合成、復活WIV1-MA15），SARS-CoV MA15是Ralph S. Baric等人實驗室培育的SARS-CoV小鼠適應性變異體。SARS-CoV能感染小鼠細胞，但不會使小鼠產生臨床疾病症狀，SARS-CoV MA15則可使小鼠嚴重致病並100%致死。反向遺傳平台功能強大，可只基於基因序列合成、復活冠狀病毒；它將冠狀病毒的基因編輯、基因改造簡化為基因序列的設計與編輯，可簡捷、靈活、高效、無痕跡地改造冠狀病毒。基因序列是一串文本字符串。

跨物種感染能力

SARS-CoV-2、WIV1（rs3367）都具有強大的跨物種ACE2結合能力及跨物種感染（/細胞進入）能力，而且它們的宿主範圍可能高度重合。

SARS-CoV-2的跨物種ACE2結合能力、跨物種感染能力極為驚人，已報告的SARS-CoV-2可感染物種約有30種左右，包括但不限於：人類、靈長類動物（如大猩猩、非洲綠猴、恆河猴、食蟹獼猴、狒狒、黑長尾猴和狨猴）、穿山甲、狗、豬、兔子、家貓、老虎、獅子、雪豹、麝香貓、某些鼠類（如倉鼠、田鼠）、某些鼬類或貂類（如雪貂、水貂、水獺、黃鼠狼等等）、北美鹿（如白尾鹿）、貉、樹鼩、果蝠等等。

由於相比SARS-CoV-2，對WIV1（rs3367）的研究要有限得多，而且WIV1（rs3367）的致病效果微弱而不明顯，因此，已報告的WIV1（rs3367）可感染物種少於SARS-CoV-2。由疫情前的有關論文可知，WIV1（rs3367）至少具有11種/類動物的ACE2結合能力和細胞進入（感染）能力，其中的9種/類也是SARS-CoV-2的可感染物種，它們是：人類、非洲綠猴、恆河猴、果子狸、貉、雪貂、水鼬（即水貂）、貓、果蝠。例外物種是老鼠/小鼠、菊頭蝠（等蝙蝠）。WIV1（rs3367）可感染老鼠/小鼠，以及菊頭蝠等眾多蝙蝠，但SARS-CoV-2不能感染老鼠/小鼠，不能感染菊頭蝠等眾多蝙蝠（SARS-CoV-2可感染倉鼠、田鼠、果蝠）。菊頭蝠是眾多蝙蝠冠狀病毒的宿主，然而，號稱來自蝙蝠的SARS-CoV-2不能結合菊頭蝠ACE2，不能進入/感染菊頭蝠等眾多蝙蝠的細胞。

WIV1（rs3367）雖然具有強大的跨物種ACE2結合能力，以及強大的跨物種細胞進入能力，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種（如實驗室小鼠）產生輕度疾病症狀；雖然能夠強力結合hACE2，並具備人體細胞進入能力，但WIV1（rs3367）不是一種人類致病冠狀病毒，它不能使人體產生臨床疾病症狀；雖然能在表達hACE2的轉基因小鼠體內強烈複製，但WIV1（rs3367）應該不能在人體細胞內有效複製，不能在人體中持續存在。這種情況類似於WIV1（rs3367）對埃及果福的感染。

on 19 December 2018，Ralph S. Baric團隊、國家過敏和傳染病研究所（所長是安東尼·福奇Anthony Fauci）的兩個下屬機構聯合發表了的一篇研究WIV1對埃及果福感染、致病能力的MDPI論文，論文實驗表明：
1）、WIV1能有效結合、利用埃及果福（Egyptian fruit bat，Rousettus aegyptiacus）的ACE2進入果蝠細胞，能夠感染果蝠的鼻甲、咽部、氣管、肺、腎、胃、腸等眾多組織、器官，使這些組織、器官產生不同程度的內在免疫反應；
2）、但是，12隻實驗果蝠都沒有表現出明顯的臨床疾病跡象（如呼吸窘迫、厭食或嗜睡），未檢測到果蝠的體重減輕或體溫變化；
3）、感染後第3天，只在果蝠咽部和鼻甲骨檢測到WIV1的RNA，在其它器官、組織中已檢測不到WIV1的RNA，WIV1已經從果蝠的大多數器官、組織中消失了。

論文認為，WIV1雖然能夠感染果蝠的眾多組織、器官，但它在果蝠組織、器官內缺乏有效的複製、繁衍（因而將從果福體內自動消失）。

論文還做了兩組轉基因BHK細胞（Baby Hamster Syrian Kidney cells，敘利亞幼倉鼠腎細胞）體外感染實驗，實驗結果表明：WIV1能有效感染表達hACE2的轉基因BHK細胞，以及表達果蝠ACE2 的轉基因BHK細胞；與果福體內感染實驗不同的是，WIV1在這兩種轉基因BHK細胞中都能健壯地持續複製。

其它信息

WIV1、rs3367發現於雲南同一山洞，是一對“孿生”蝙蝠冠狀病毒，二者全基因組序列一致度為99.92%，二者決定物種感染能力及宿主範圍的Spike蛋白S1亞基（受體結合基因）的aa序列完全相同。2013年4月8日，武漢病毒研究所將rs3367的全基因組序列、WIV1的spike蛋白aa序列上傳至NCBI（National Center for Biotechnology Information，美國國家生物技術信息中心）的GenBank生物信息數據庫，2013年7月8日，WIV1的全基因組序列也上傳至GenBank國際共享（武漢病毒研究所受美國政府機構資助為美國搜集、鑑定冠狀病毒）。

雲南同一山洞還發現了另一對“孿生”蝙蝠冠狀病毒：WIV16、Rs4874，這對病毒全基因組序列一致度為99.93%。它們與WIV1、rs3367也高度相似，WIV1與WIV16的全基因組序列一致度為97.54%。這二對四個“至親”病毒的5個ACE2結合關鍵氨基酸完全相同。

在疫情發生前報告的冠狀病毒中（不計疫情發生後報告的某些穿山甲冠狀病毒、某些蝙蝠冠狀病毒），可能只有上述四個病毒與SARS-CoV-2有3個（含）以上的相同ACE2結合關鍵氨基酸；甚至，其它冠狀病毒與SARS-CoV-2可能至多只有1個相同ACE2結合關鍵氨基酸，筆者未看到過其它與SARS-CoV-2有2個（含）以上相同ACE2結合關鍵氨基酸的冠狀病毒。

上一篇文章指出，SARS-CoV-2的病毒骨架主要來自CoVZC45（/CoVZXC21）、SARS-CoV，這兩/三種病毒與SARS-CoV-2都只有一個相同的ACE2結合關鍵氨基酸：第5關鍵氨基酸--酪氨酸Y。見下表：

SARS-CoV-2、CoVZC45、SARS-CoV、WIV1的ACE2結合關鍵氨基酸對照表

SARS-CoV-2、SARS-CoV、CoVZC45/CoVZXC21、WIV1（rs3367）都是乙型冠狀病毒屬（Betacoronavirus）B亞屬（Sarbecovirus）冠狀病毒，該亞屬（subgenera）也稱作冠狀病毒β譜系（β-CoVs）B支系。

雖然處於同譜系同支系，但SARS-CoV-2與WIV1（rs3367）全基因組序列相似度僅為82.13%，Spike蛋白aa序列相似度僅為77.70 %，二者沒有直接或接近的進化淵源。

問題

SARS-CoV-2與WIV1（rs3367）ACE2結合關鍵氨基酸的高度關聯，是自然變異、自然重組產生的嗎？是自然進化/自然演化的巧合，還是人為借鑑、人為設計的結果？

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（未完待續）