尽管研究人员仍在研究这些病毒如何感染细胞，但这些发现可能有助于研发防止冠状病毒引发另一场大流行的新疫苗。
华盛顿州立大学的研究小组在《eBioMedicine》杂志上发表了一篇文章，他们使用了一种基于网络科学的计算方法，来区分一组可以感染人类细胞的冠状病毒和不能感染人类细胞的冠状病毒。然后，研究人员在实验室中证实了他们的计算结果，表明一组特定的病毒可以感染人类和蝙蝠细胞。
“我们发现了这些病毒进入细胞的另一种机制或受体，”Michael Letko说。
冠状病毒跨物种传播对全球健康构成严重威胁。虽然在野生动物中发现了许多冠状病毒，但研究人员一直无法预测哪种对人类构成最大威胁，在病毒溢出后，他们不得不匆忙开发疫苗。
“随着我们越来越多地侵入有人类和动物互动的地方，很可能会有许多病毒需要检测，”电气工程和计算机科学学院的教授、论文的高级作者之一Shira Broschat说。
当前大流行背后的病毒SARS-CoV-2是几种相关病毒之一，它们利用其刺突蛋白附着在一种名为血管紧张素转换酶2 (ACE2)的受体蛋白上，从而感染细胞。ACE2受体存在于多种人体组织和细胞中，包括肺、心脏、血管、肾脏、肝脏和胃肠道。在早期的研究中，莱特科表明，SARS CoV-2所属的另一组sarbecoviruses病毒也可以感染人类细胞。它们是如何做到的仍然是个谜。沙贝病毒在蝙蝠和世界各地的其他哺乳动物中都有出现。
研究人员从一个数据库开始，该数据库中有160多万sarbecoviruses病毒条目。为了更好地理解能感染人类细胞的动物病毒和不能感染人类细胞的动物病毒的区别，研究人员构建了网络图，显示了病毒刺突序列的相关性。当研究小组将注意力集中在一些冠状病毒用于与受体结合的刺突蛋白的一小部分时，他们发现，他们的网络图将病毒排列成簇，将可以感染人类细胞的病毒和不能感染人类细胞的病毒分开。
Broschat说:“很多人都在进行基因组测序，因为这很便宜，也很容易做，但你必须弄清楚所有这些序列。我们需要弄清楚这些序列之间的关系。”
有了这个刺突蛋白的非常小的区域，研究人员就把目光转向了实验室。Letko的团队专门研究病毒如何感染细胞，并能够证明刺突蛋白的这一区域实际上可以允许非传染性的病毒样颗粒侵入人体细胞培养物。该团队广泛的实验室结果证实了网络地图的准确性。
研究人员仍然不确定哪些受体参与其中，以及这种感染途径是否真的有效到足以发生跨物种溢出，但他们已经确定了病毒刺突上的一个区域，这个区域似乎对病毒群如何感染不同物种的几种不同类型的细胞至关重要——这一信息将对疫苗开发至关重要。
研究人员希望，随着在这一病毒家族中发现新的病毒，科学家将能够在计算水平上观察它们，并对它们在实验室中的作用做出预测。
Broschat说:“这就像一个侦探故事——你不停地打猎，你会越来越清楚地了解这个故事。”
这项工作由华盛顿州立大学和保罗·g·艾伦全球卫生学院资助。
Ehdieh Khaledian, Sinem Ulusan, Jeffery Erickson, Stephen Fawcett, Michael C. Letko, Shira L. Broschat. Sequence determinants of human-cell entry identified in ACE2-independent bat sarbecoviruses: A combined laboratory and computational network science approach. eBioMedicine, 2022; 79: 103990