高福团队揭示Omicron突变株能够感染更广泛的动物，应加强监测

自爆发以来，新冠病毒（SARS-CoV-2）就表现出明显的突变多样性，突变病毒株不断出现。2021年11月世界卫生组织（WHO）首次报道了奥密克戎（Omicron）毒株，Omicron 的出现引发了新一波的感染浪潮，迅速席卷全球。

近日，中科院微生物研究所高福院士团队在 Cell Discovery 期刊发表了题为：Broader-species receptor binding and structural bases of Omicron SARS-CoV-2 to both mouse and palm-civet ACE2s 的研究论文。

该研究评估了 Omicron BA.1 与包括人类在内的27个物种的 ACE 受体的结合，发现 Omicron BA.1 已经能够将其受体结合谱扩展到了果子狸、啮齿动物、多种蝙蝠以及一些刺猬中。

该研究还确定了 Omicron BA.1 的S蛋白与小鼠ACE2 （mACE2）复合物的冷冻电镜结构，以及 Omicron RBD 与果子狸ACE2（cvACE2）复合复合物的晶体结构，从而确定影响 Omicron BA.1 宿主范围的几个关键氨基酸残基。

这些结果表明，应当加强对 Omicron 突变株的监测，以监测其与更广泛物种的受体结合，防止其进一步向其他潜在宿主的溢出和扩张，从而导致新冠的长期大流行。

目前，已有多个国家报告了人类向动物传播新冠病毒的案例，包括猫、狗、水貂、老虎、非洲狮、白尾鹿、雪貂、美洲狮、大猩猩、雪豹以及河马等动物。此外，还有报道水貂和猫向人类传播新冠病毒的案例。

除了上述自然感染外，实验室研究还发现，兔子、猪、狐狸等几种动物也是新冠病毒的潜在易感宿主。

分子和细胞分析进一步证明了新冠病毒具有广泛的受体结合谱，包括家畜、宠物、牲畜、动物园和水族馆中常见的动物，以及包括蝙蝠在内的许多野生动物。

基因组分析表明，Omicron BA.1 亚型携带了异常大量的基因突变，尤其是在其刺突蛋白（S蛋白）中。S蛋白的受体结合域（RBD）有15个氨基酸改变，其中9个位于 RBD 与人ACE2受体（hACE2）的结合界面，即K417N、G446S、S477N、E484A、Q493R、G496S、Q498R、N501Y 和 Y505H。

考虑到 Omicron BA.1 在预测的所有宿主范围确定位点都包含突变，因此评估该突变株的潜在宿主范围对于提供动物监测指导至关重要。

自 Omicron BA.1 爆发以来，已有研究对该突变株的结构基础和宿主范围进行了调查，研究结果显示，Omicron RBD 与人ACE2（hACE2）亲和力更强。此外，S蛋白中的一些突变（例如N746K、T547K和N856K）导致S蛋白构象更加稳定。但 Omicron 在其他潜在宿主中的识别受体的结构基础尚未阐明。

目前，Omicron BA.1 的起源仍然是个谜，但有三个假说：

1、Omicron 或其祖先病毒已经人类中长期潜伏，只是之前没发现；

2、Omicron 是在免疫功能低下的人类宿主中进化而来的；

3、Omicron 的祖先病毒从人类传播给小鼠，在小鼠中迅速变异，再跳回人类。

在这项研究中，高福团队比较了 Omicron BA.1 和 Delta 突变株对27个物种的受体结合能力，包括人类、典型的家畜和野生动物。结果发现，Omicron BA.1 的宿主范围比新冠原始毒株更广，而 Delta 突变株则没有显示出任何变化。

该研究进一步确定了 Omicron BA.1 的S蛋白与小鼠ACE2受体（mACE2）结合的复合物冷冻电镜结构，以及 Omicron RBD 与果子狸ACE2受体（cvACE2）结合的复合物晶体结构，并阐明了 Omicron BA.1 受体结合范围扩展的潜在分子机制。

这些研究结果揭示了 Omicron BA.1 宿主适应的潜在机制，并强调了持续监测易感物种以避免 SARS-CoV-2 进一步溢出的必要性。