美国科学家30年研究合成类SARS冠状病毒

早期实验揭示蝙蝠冠状病毒跨种传播风险，多项技术成果涉及军事机构合作

早在2008年，发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的一篇论文指出：“我们报告了最大规模的可复制人工生命体的设计、合成与恢复——一种29.7 kb的蝙蝠类严重急性呼吸综合征冠状病毒（Bat-SCoV），该病毒很可能是引发SARS疫情的前体。”

该研究的通讯作者拉尔夫·巴里克（Ralph Baric）长期从事冠状病毒研究。他在2008年论文摘要中表示，为验证非培养型Bat-SCoV向人类SARS-CoV演化的潜在路径，团队设计了一个共识性的Bat-SCoV基因组，并将其中的刺突蛋白受体结合域（RBD）替换为人源SARS-CoV的RBD，构建出嵌合病毒Bat-SRBD。

实验显示，Bat-SRBD在细胞培养和小鼠体内均具有感染性，并能被针对人和蝙蝠冠状病毒刺突蛋白的抗体有效中和。

▲ 医务人员在中国河南省郑州市进行新冠病毒核酸检测工作（2021年8月11日）。(PHOTO: XINHUA)

新型新冠病毒属于一类SARS样冠状病毒。经过近30年的研究积累，Baric实现了对SARS样冠状病毒的人工设计与合成。“设计、合成”意味着使用商业合成的DNA片段从头构建病毒，而非依赖天然病毒株，类似于组装复杂的乐高模型。

这一过程不仅需拼接约3万个核苷酸的遗传序列，还需使其具备活性并能侵染细胞（RNA病毒制备还涉及逆转录、再生与收获等步骤）。自1989年首次公开病毒重编程研究以来，Baric持续探索利用分子生物学手段分析、操控和创建冠状病毒的技术路径。

数据显示，自1983年起，Baric以个人或指导身份发表论文逾400篇，其中关于冠状病毒的研究达268篇。2003年SARS暴发后，其研究经费显著增加，陆续发表多篇关于SARS与MERS病毒机制及治疗的研究成果，并获得大量病毒构建技术相关专利。

2006年，Baric在欧洲PMC平台发布另一项研究成果《具有重组抗性基因组的冠状病毒组合物》。其摘要指出，该发明提供了一种SARS冠状病毒cDNA、重组SARS冠状病毒载体及复制子颗粒。

同时提供了本发明组合物的制备方法及其作为免疫原、疫苗或表达异源核酸的应用方法。值得注意的是，其多项已授权专利的发明人中包含美国德特里克堡（Fort Detrick）研究人员。例如，在美国专利检索系统中，部分专利明确列出德特里克堡科学家为共同发明人，便于实现专利共享。

▲ 工作人员在北京科兴生物公司展示新冠灭活疫苗样本（2020年3月16日）。(PHOTO: XINHUA)

2015年，Baric在Nature.com发表关于蝙蝠冠状病毒的重要论文，明确提出：“目前在中国菊头蝠种群中循环的一类SARS样病毒存在向人类传播的潜在风险。”

他指出，SARS-CoV与MERS-CoV的出现凸显了跨物种传播引发人类疫情的威胁。研究团队通过SARS-CoV反向遗传系统，构建并表征了一种嵌合病毒——将蝙蝠冠状病毒SHC014的刺突蛋白表达于适应小鼠的SARS-CoV骨架中。

结果显示，携带SHC014刺突蛋白的第2b组病毒可在野生型骨架下高效利用多种人源ACE2受体变体，在原代人呼吸道细胞中高效复制，体外滴度达到流行性SARS毒株水平。动物实验证实该嵌合病毒可在小鼠肺部复制并引发明显病理变化。

基于上述发现，研究团队进一步合成了全长感染性SHC014重组病毒，验证其在体外和体内均具备强复制能力。

该研究提示，当前在蝙蝠群体中传播的病毒可能存在SARS-CoV再次出现的风险。SARS-CoV的出现标志着严重呼吸道疾病跨物种传播进入新阶段。