论文标题：The Differences in the Evolutionary Dynamics of MERS and SARS Coronaviruses

论文链接：https://www.mdpi.com/1999-4915/17/8/1114

期刊名：Viruses

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/viruses

研究背景

SARS-CoV和MERS-CoV均起源于蝙蝠，但分别利用果子狸和骆驼作为中间宿主传播给人类。尽管传播路径相似，但两者的流行结局却大相径庭。SARS疫情在爆发后迅速被扑灭，而MERS则在中东地区成为地方性流行疾病。理解导致这种差异的病毒学与生态学因素，对于预防和控制未来新发冠状病毒疫情至关重要。

近日，上海交通大学/华南农业大学沈永义教授团队在MDPI Viruses 期刊上发表了一项重要研究，通过对这两种病毒的进化动力学进行系统比较，从“One Health”的角度揭示了造成这种差异的深层原因：病毒的进化特征和中间宿主的生态与社会经济角色共同决定了疫情控制的难易程度。

研究方法

该文章从GenBank数据库获取了全球公布的274条SARS相关病毒和734条MERS相关病毒的基因组序列。通过构建系统发育网络和单倍型网络，直观展示病毒种群间的遗传关系，采用dN/dS值计算和多种模型（PAML、FEL、FUBAR、MEME）来检测在病毒基因（特别是S蛋白）上受到正选择 的关键位点，这些位点与宿主适应性密切相关。并对来自埃及、苏丹和沙特的人群DPP4基因进行比对分析评估人群间的遗传差异。

研究结果

1. SARS-CoV：单一集群与可控的中间宿主

本研究通过系统进化分析发现，感染人类的SARS病毒基因组多样性极低，特别是关键的S蛋白基因。系统发育网络显示，所有人源病毒序列都聚集在一个单一的“超级传播者集群”中，与果子狸来源的病毒分离株区分明显。这表明：只有少数获得了关键适应性突变（如S蛋白第479和487位点）的病毒株系才能成功通过果子狸感染人类并引发大规模传播。切断“蝙蝠-果子狸-人”的传播链中的任何一个环节（如关闭野生动物市场），都能有效控制疫情。

图1. SARS-CoV 基因组核苷酸多样性和单倍型网络分析图

2. MERS-CoV：多分支溢出与难以清除的中间宿主

与SARS相反，MERS-CoV呈现出截然不同的模式。骆驼和人类中分离的病毒株拥有相似的遗传多样性。系统发育网络显示，中东地区的骆驼和人源病毒序列广泛地混杂在一起，形成了多个可感染人类的病毒分支。这表明MERS-CoV在骆驼中已形成稳定的多谱系循环，导致病毒从骆驼到人的“溢出事件”频繁发生。

更关键的是，与作为野味的果子狸不同，骆驼是中东地区重要的经济牲畜和文化遗产，在运输、食品、毛纺等方面扮演着核心角色，这意味着不可能通过清除骆驼来消除病毒。此外，骆驼中MERS抗体阳性率极高，形成了一个稳定的病毒库，使得疫情控制变得异常困难。

图2. MERS-CoV 基因组核苷酸多样性和单倍型网络分析图

3. DDP4受体基因并非关键因素

研究团队对30名埃及人、36名苏丹人和34名沙特阿拉伯人的MERS病毒受体——DPP4基因进行了对比分析。结果显示，阿拉伯与非洲人群的DPP4基因序列高度一致，不存在显著差异。这表明非洲地区人感染病例稀少，更可能的原因是当地监测能力不足或非洲流行的MERS病毒C分支本身的人际传播能力较弱，而非人群遗传易感性所致。

图3.DPP4基因外显子和内含子单倍型网络分析图

研究总结：

本研究通过比较进化分析，揭示了SARS与MERS在传播动力学和控制效果上产生差异的根本原因：对于SARS，其“单一溢出”的特性与“易于控制”的中间宿主，使得采取严格的公共卫生措施后疫情得以迅速终结。对于MERS，其“多分支溢出”的特性与“难以清除”的中间宿主，共同导致了其长期地方性流行的现状

该研究强调了基于“One Health”策略进行传染病防控的重要性。针对MERS，未来的防控重点应集中于：加速研发并推广骆驼用MERS疫苗，从源头减少病毒感染；加强骆驼贸易的生物安全监管，包括检疫和移动限制并对骆驼从业者实施风险分级管理和防护，减少暴露风险，同时增强非洲地区的病毒监测能力，准确评估真实流行情况。