SARS病毒与遗传工程
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● 是否是遗传工程造就了引起SARS的全新冠状病毒？
● SARS病人表现出的异常症状使人担心病毒正在变异，这种变异导致病毒组织特异性的改变
● 重组，在两种病毒感染同一细胞时很容易发生。
4月16日WHO宣布SARS的病源是一种以前从未在人类中发现过的冠状病毒家族的一员。目前，SARS病毒的序列已破译，证明它是一种全新的冠状病毒，是否是遗传工程造就了这种病毒? Mae-Wan Ho博士和Joe Cummins博士建议进行一项调查。
"SARS的研究步伐相当惊人"，WHO传染病计划执行主任David Heymann说道，"由于全世界许多实验室的共同努力，我们现在已经明确是什么导致了SARS"，但没有迹象表明传染已得到控制，截止4月21日，在25个国家发现3800个SARS病例，200多例死亡。中国情况最严重，1814人感染，79人死亡，香港1380人感染，94人死亡，多伦多306人感染，14人死亡，一群香港SARS病人表现出的异常症状使人担心病毒正在变异，这使得情况变得更糟。据香港大学微生物学家Yuen Kwok-yung提供的情报，300名来自Amoy花园的病人比其它SARS病人病情更严重：3倍的腹泻，2倍的护理，抗病毒药和类固醇组成的鸡尾酒疗法较为不敏感，甚至由Amoy花园病人感染的医护人员也病情更严重。
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香港中文大学微生物学家John,Tam怀疑这种变异导致病毒组织特异性的改变，使其既攻击肺部，又可攻击肠道。4月10日新英格兰医学杂志发表了基于多聚酶基因(ORF 1b)小片段的SARS分子进化史，将SARS列入位于组2和组3之间的一个独立组中。然而，SARS抗体与组1中的FIPV，HuCV229E和TGEV都有交叉反应。而且SARS病毒是唯一能在非洲绿猴肾细胞中生长的冠状病毒，组1中的猪传染性腹泻病毒也可在其中生长。
冠状病毒是球形的、有包膜的病毒，可感染许多哺乳动物和鸟类。它拥有4种关键的结构蛋白：膜(M)蛋白，小包膜(E)蛋白，突出(S)糖蛋白以及核壳体(N)蛋白。N蛋白将RNA基因组包裹成一个核壳体，其外部被含有S，M，E蛋白的脂膜所围绕。M、E蛋白对于病毒的包膜结构是必不可少的。S蛋白的三聚体组成了病毒脂膜的特殊突起，该突起可与宿主细胞受体连接并使感染细胞融合。冠状病毒的基因组是由3万个碱基组成的具有感染性的正链RNA，是已知的RNA病毒中最大的。基因组的前三分之二中有2个开放阅读框(ORF)1a和1b，编码两组负责转录和转译的蛋白质聚合体。ORF 1b的下游是一些编码结构和几种非结构蛋白的基因。已知的冠状病毒可根据其基因组的相似性分入3个组中。组1包括：猪传染性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性肠炎病毒(TGEV)、犬科冠状病毒(CCV)、猫科传染性腹膜炎病毒(FIPV)以及人冠状病毒229E(HuCV229E)；组2包括：禽传染性支气管炎病毒(AIBV)和火鸡冠状病毒；组3包括：鼠肝炎病毒(MHV)，牛冠状病毒(BCV)，人冠状病毒DC43，鼠涎管泪腺炎病毒，猪凝血性脊髓炎病毒。
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SARS病毒从何而来？显然是来自于重组，这种情况在两种病毒感染同一细胞时很容易发生。但是，西班牙马德里Autonoma大学的Luis.Enjuanes说目前还不清楚是哪两种病毒发生了重组，尽管SARS的部分序列接近于牛冠状病毒和禽传染性支气管炎病毒，但其余部分差异相当大，那么会不会是遗传工程无意中创造了SARS病毒呢？这种从未被冠状病毒学家所考虑过的观点现在却引起了研制疫苗的制药公司的关注。
加拿大多伦多基因组科学中心的研究小组于4月12日在网上公布了病毒全序列。该结果可用于评估是否是由遗传工程创造了SARS病毒。
假如SARS病毒来源于不同病毒的重组，那么其不同部位就会显示出不同的系统进化关系。这些关系可能被操作过程中的随机错误所掩盖，因为遗传操作中的一些酶可导致这种随机错误，尽管如此，仍然能发现系统进化关系的差异，并重建其重组过程。这种实验结果可与不同实验室所做的遗传操作进行对比。
, 百拇医药 Luis Enjuanes小组通过遗传工程方法，成功地将猪传染性肠胃炎病毒(TGEV)转变成一段传染性的细菌人工染色体，使原先在细胞质中复制的病毒变成了在细胞核中复制。他们的研究还显示：突起蛋白是其致病性的决定因素，因而是上个世纪80年代初欧美猪呼吸系统冠状病毒大爆发的根源。这个结论可在ISIS早些时候的一份名为"遗传工程的超级病毒"报告中看到，该报告是最早提出此类遗传工程警告的文献之一。
Luis Enjuanes小组还报道了将TGEV加工成仍有一定致病力的表达载体，他们正试图用这种病毒研制疫苗甚至人类基因治疗的载体。
自上世纪90年代后期，P.S.Masters对鼠肝炎病毒(MHV)进行RNA重组以来，冠状病毒被广泛用于遗传操作中，已得到了TGEV，人类冠状病毒(HuCV)，AIBV和MHV的具有感染性的cDNA克隆。
据荷兰Utrecht大学Peter Rottier小组的最新实验报告，对猫科传染性腹膜炎病毒进行了重组，其方法是首先产生一种新的种间FIPV--mFIPV，其部分突出蛋白被来自鼠病毒(MHV)的所替代，因而mFIPV只能感染老鼠细胞而不能感染猫细胞，当带有野生虵IPV S基因的RNA转入mFIPV感染的细胞时，重组病毒就会因为获得野生型FIPV S基因而能够在猫细胞中生长，这样就将其筛选出来了。所以任何重组位点下游的变异基因(ORF 1a与ORF 1b之间)都可被转入FIPV。这种方法最初是为了向MHV导入直接变异，而在上述实验中是为了准确定位致病基因。这种目标重组被称为逆向遗传，它依赖于具有极少受体的病毒。
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另一个由英国动物健康研究所Compton实验室P.Britten领导的小组为了改变冠状病毒的基因组，通过逆向遗传用AIBV制成了遗传载体，使用带有T7噬菌体RNA聚合酶的重组鸟痘病毒(rFPV-T7)、牛痘病毒引物、AIBV以及rFPV中有缺陷的AIBV基因组结构(可在绿猴中复制)对非洲绿猴肾细胞进行了感染，带有缺陷AIBV基因组的重组冠状病毒在绿猴细胞中得到复苏，这很有意义，因为几乎没有任何冠状病毒能在绿猴细胞中复制，通过重组，缺陷病毒可以重新获得失去的功能。
此外，TGEV突出蛋白已转入烟草，并在其中表达。一家从事农作物生物制药的公司-Prodigene已生产出含TGEV疫苗的玉米，至于该产品是否就是最近一种污染案中正田间试验的那个产品，因涉及商业机密不得而知。
[参考文献]：
1. "Coronavirus never before seen in humans is the cause of SARS. Unprecedented collaboration identifies new pathogen in record time" WHO Press Release, 16 April 2003, Geneva
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2. "China says Sars outbreak is 10 times worse than admitted" by John Gittings and Jame Meikle, The Guardian 21 April 2003.
3. "Chinese cover-up creates new sense of insecuirity in face of Sars epidemic" by John Gittings, The Guardian 21 April 2003.
4. "SARS virus is mutating, fear doctors" by Debora MacKenzie, 16 April 2003, NewScientist.com news service.
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5. Ksiazeh TC, Erdman D, Goldsmith C et al. A novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome. NEJM online 10 April, 2003.
6. Drosten C, Gunther S, Preiser W et al. Identification of a novel coronavirus in patients with acute respiratory syndrome. NEJM online 10 April, 2003.
7. "Calling all coronavirologists" by Martin Enserik, Science 18 April 2003.
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8. Lai MMC. The making of infectious viral RNA: No size limit in sight. PNAS 2000: 97: 5025-7.
9. Almazan F, Gonsalex JM, Penzes Z, Izeta , Calvo E, Plana-Duran J and Enjuanes. Engineering the largest RNA virus genome as an infectious bacterial artificial chromosome. PNAS 2000: 97: 5516-21.
10. Ho MW. Genetic engineering super-viruses.ISIS News 9/10 , July 2001, ISSN: 1474-1547 (print), ISSN: 1474-1814 (online).
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11. Sola I, Alonso S, Z-iga S, Balasch M, Plana-Dur|n J and Enjuanes L. Engineering the transmissible gasteroenteritis virus genome as an expression vector inducing lactogenic immunity. J. Virol. 2003, 77, 4357-69.
12. Masters PS. Reverse genetics of the largest RNA viruses. Adv. Virus Res. 1999, 53, 245-64.
13. Haijema, B.J., Volders, H. & Rottier, P.J.M. Switching species tropism: an effective way to manipulate the feline coronavirus genome. Journal of Virology 2003, 77, 4528 D 38.
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14. Kuo L, Godeke GJ, Raamsman MJ, Masters PS and Rottier PJ. Retargeting of coronavirus by substitution of the spike glycoprotein ectodomain: crossing the host cell species barrier. J. Virol. 2000, 74, 1393-1406.
15. Evans S, Cavanagh D and Britten P. Utilizing fowlpox virus recombinants to generate defective RNAs of the coronavirus infectious bronchitis virus. J. Gen. Virol. 2000, 81, 2855-65.
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16. Tubolya T, Yub W, Baileyb A, Degrandisc S, Dub S, Erickson L and Nagya E?. Immunogenicity of porcine transmissible gastroenteritis virus spike protein expressed in plants.Vaccine 2000, 18, 2023-8. Prodigene,
17. "Pharmageddon" by Mae-Wan Ho,Science in Society 2003, 17 , 23-4.
(生命科学图书馆研究咨询部 江晓波 编译摘自：http://www.Rense.com,), http://www.100md.com(江晓波 编译 )
● SARS病人表现出的异常症状使人担心病毒正在变异，这种变异导致病毒组织特异性的改变
● 重组，在两种病毒感染同一细胞时很容易发生。
4月16日WHO宣布SARS的病源是一种以前从未在人类中发现过的冠状病毒家族的一员。目前，SARS病毒的序列已破译，证明它是一种全新的冠状病毒，是否是遗传工程造就了这种病毒? Mae-Wan Ho博士和Joe Cummins博士建议进行一项调查。
"SARS的研究步伐相当惊人"，WHO传染病计划执行主任David Heymann说道，"由于全世界许多实验室的共同努力，我们现在已经明确是什么导致了SARS"，但没有迹象表明传染已得到控制，截止4月21日，在25个国家发现3800个SARS病例，200多例死亡。中国情况最严重，1814人感染，79人死亡，香港1380人感染，94人死亡，多伦多306人感染，14人死亡，一群香港SARS病人表现出的异常症状使人担心病毒正在变异，这使得情况变得更糟。据香港大学微生物学家Yuen Kwok-yung提供的情报，300名来自Amoy花园的病人比其它SARS病人病情更严重：3倍的腹泻，2倍的护理，抗病毒药和类固醇组成的鸡尾酒疗法较为不敏感，甚至由Amoy花园病人感染的医护人员也病情更严重。
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香港中文大学微生物学家John,Tam怀疑这种变异导致病毒组织特异性的改变，使其既攻击肺部，又可攻击肠道。4月10日新英格兰医学杂志发表了基于多聚酶基因(ORF 1b)小片段的SARS分子进化史，将SARS列入位于组2和组3之间的一个独立组中。然而，SARS抗体与组1中的FIPV，HuCV229E和TGEV都有交叉反应。而且SARS病毒是唯一能在非洲绿猴肾细胞中生长的冠状病毒，组1中的猪传染性腹泻病毒也可在其中生长。
冠状病毒是球形的、有包膜的病毒，可感染许多哺乳动物和鸟类。它拥有4种关键的结构蛋白：膜(M)蛋白，小包膜(E)蛋白，突出(S)糖蛋白以及核壳体(N)蛋白。N蛋白将RNA基因组包裹成一个核壳体，其外部被含有S，M，E蛋白的脂膜所围绕。M、E蛋白对于病毒的包膜结构是必不可少的。S蛋白的三聚体组成了病毒脂膜的特殊突起，该突起可与宿主细胞受体连接并使感染细胞融合。冠状病毒的基因组是由3万个碱基组成的具有感染性的正链RNA，是已知的RNA病毒中最大的。基因组的前三分之二中有2个开放阅读框(ORF)1a和1b，编码两组负责转录和转译的蛋白质聚合体。ORF 1b的下游是一些编码结构和几种非结构蛋白的基因。已知的冠状病毒可根据其基因组的相似性分入3个组中。组1包括：猪传染性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性肠炎病毒(TGEV)、犬科冠状病毒(CCV)、猫科传染性腹膜炎病毒(FIPV)以及人冠状病毒229E(HuCV229E)；组2包括：禽传染性支气管炎病毒(AIBV)和火鸡冠状病毒；组3包括：鼠肝炎病毒(MHV)，牛冠状病毒(BCV)，人冠状病毒DC43，鼠涎管泪腺炎病毒，猪凝血性脊髓炎病毒。
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SARS病毒从何而来？显然是来自于重组，这种情况在两种病毒感染同一细胞时很容易发生。但是，西班牙马德里Autonoma大学的Luis.Enjuanes说目前还不清楚是哪两种病毒发生了重组，尽管SARS的部分序列接近于牛冠状病毒和禽传染性支气管炎病毒，但其余部分差异相当大，那么会不会是遗传工程无意中创造了SARS病毒呢？这种从未被冠状病毒学家所考虑过的观点现在却引起了研制疫苗的制药公司的关注。
加拿大多伦多基因组科学中心的研究小组于4月12日在网上公布了病毒全序列。该结果可用于评估是否是由遗传工程创造了SARS病毒。
假如SARS病毒来源于不同病毒的重组，那么其不同部位就会显示出不同的系统进化关系。这些关系可能被操作过程中的随机错误所掩盖，因为遗传操作中的一些酶可导致这种随机错误，尽管如此，仍然能发现系统进化关系的差异，并重建其重组过程。这种实验结果可与不同实验室所做的遗传操作进行对比。
, 百拇医药 Luis Enjuanes小组通过遗传工程方法，成功地将猪传染性肠胃炎病毒(TGEV)转变成一段传染性的细菌人工染色体，使原先在细胞质中复制的病毒变成了在细胞核中复制。他们的研究还显示：突起蛋白是其致病性的决定因素，因而是上个世纪80年代初欧美猪呼吸系统冠状病毒大爆发的根源。这个结论可在ISIS早些时候的一份名为"遗传工程的超级病毒"报告中看到，该报告是最早提出此类遗传工程警告的文献之一。
Luis Enjuanes小组还报道了将TGEV加工成仍有一定致病力的表达载体，他们正试图用这种病毒研制疫苗甚至人类基因治疗的载体。
自上世纪90年代后期，P.S.Masters对鼠肝炎病毒(MHV)进行RNA重组以来，冠状病毒被广泛用于遗传操作中，已得到了TGEV，人类冠状病毒(HuCV)，AIBV和MHV的具有感染性的cDNA克隆。
据荷兰Utrecht大学Peter Rottier小组的最新实验报告，对猫科传染性腹膜炎病毒进行了重组，其方法是首先产生一种新的种间FIPV--mFIPV，其部分突出蛋白被来自鼠病毒(MHV)的所替代，因而mFIPV只能感染老鼠细胞而不能感染猫细胞，当带有野生虵IPV S基因的RNA转入mFIPV感染的细胞时，重组病毒就会因为获得野生型FIPV S基因而能够在猫细胞中生长，这样就将其筛选出来了。所以任何重组位点下游的变异基因(ORF 1a与ORF 1b之间)都可被转入FIPV。这种方法最初是为了向MHV导入直接变异，而在上述实验中是为了准确定位致病基因。这种目标重组被称为逆向遗传，它依赖于具有极少受体的病毒。
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另一个由英国动物健康研究所Compton实验室P.Britten领导的小组为了改变冠状病毒的基因组，通过逆向遗传用AIBV制成了遗传载体，使用带有T7噬菌体RNA聚合酶的重组鸟痘病毒(rFPV-T7)、牛痘病毒引物、AIBV以及rFPV中有缺陷的AIBV基因组结构(可在绿猴中复制)对非洲绿猴肾细胞进行了感染，带有缺陷AIBV基因组的重组冠状病毒在绿猴细胞中得到复苏，这很有意义，因为几乎没有任何冠状病毒能在绿猴细胞中复制，通过重组，缺陷病毒可以重新获得失去的功能。
此外，TGEV突出蛋白已转入烟草，并在其中表达。一家从事农作物生物制药的公司-Prodigene已生产出含TGEV疫苗的玉米，至于该产品是否就是最近一种污染案中正田间试验的那个产品，因涉及商业机密不得而知。
[参考文献]：
1. "Coronavirus never before seen in humans is the cause of SARS. Unprecedented collaboration identifies new pathogen in record time" WHO Press Release, 16 April 2003, Geneva
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2. "China says Sars outbreak is 10 times worse than admitted" by John Gittings and Jame Meikle, The Guardian 21 April 2003.
3. "Chinese cover-up creates new sense of insecuirity in face of Sars epidemic" by John Gittings, The Guardian 21 April 2003.
4. "SARS virus is mutating, fear doctors" by Debora MacKenzie, 16 April 2003, NewScientist.com news service.
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5. Ksiazeh TC, Erdman D, Goldsmith C et al. A novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome. NEJM online
6. Drosten C, Gunther S, Preiser W et al. Identification of a novel coronavirus in patients with acute respiratory syndrome. NEJM online
7. "Calling all coronavirologists" by Martin Enserik, Science 18 April 2003.
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8. Lai MMC. The making of infectious viral RNA: No size limit in sight. PNAS 2000: 97: 5025-7.
9. Almazan F, Gonsalex JM, Penzes Z, Izeta , Calvo E, Plana-Duran J and Enjuanes. Engineering the largest RNA virus genome as an infectious bacterial artificial chromosome. PNAS 2000: 97: 5516-21.
10. Ho MW. Genetic engineering super-viruses.
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11. Sola I, Alonso S, Z-iga S, Balasch M, Plana-Dur|n J and Enjuanes L. Engineering the transmissible gasteroenteritis virus genome as an expression vector inducing lactogenic immunity. J. Virol. 2003, 77, 4357-69.
12. Masters PS. Reverse genetics of the largest RNA viruses. Adv. Virus Res. 1999, 53, 245-64.
13. Haijema, B.J., Volders, H. & Rottier, P.J.M. Switching species tropism: an effective way to manipulate the feline coronavirus genome. Journal of Virology 2003, 77, 4528 D 38.
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14. Kuo L, Godeke GJ, Raamsman MJ, Masters PS and Rottier PJ. Retargeting of coronavirus by substitution of the spike glycoprotein ectodomain: crossing the host cell species barrier. J. Virol. 2000, 74, 1393-1406.
15. Evans S, Cavanagh D and Britten P. Utilizing fowlpox virus recombinants to generate defective RNAs of the coronavirus infectious bronchitis virus. J. Gen. Virol. 2000, 81, 2855-65.
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16. Tubolya T, Yub W, Baileyb A, Degrandisc S, Dub S, Erickson L and Nagya E?. Immunogenicity of porcine transmissible gastroenteritis virus spike protein expressed in plants.Vaccine 2000, 18, 2023-8. Prodigene,
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