SARS冠状病毒基因组及其编码蛋白生物信息学分析

目的：理论分析严重急性呼吸道综合征(SARS)冠状病毒基因组及其编码蛋白的分子生物学特征，为进一步研究SARS冠状病毒蛋白质功能提供信息资料。方法：利用生物信息学序列对比分析软件、蛋白氨基酸序列分析软件及蛋白质结构预测软件对GenBank公布的SARS冠状病毒基因序列及其编码的蛋白氨基酸序列进行分析。结果：SARS冠状病毒在基因结构上具有冠状病毒属的特征，而又与其他已知的冠状病毒编码序列存在明显的不同，与其他冠状病毒相比没有明显的基因重组、大片段插入或缺失的现象。来源于不同SARS冠状病毒株的基因序列变异速度较快。出现基因序列在不同区段同源性差异的现象。S蛋白氨基酸序列不存在与其他物种相同的连续性抗原决定簇序列。结论：SARS冠状病毒与其他冠状病毒的变异程度基本相同。SARS冠状病毒可能是自然界已经存在或变异产生的新的病毒株。近期世界范围流行的SARS是同一来源的病原体引起的，认为S蛋白氨基酸序列是SARS冠状病毒的主要抗原。     

医海短讯

近日,美国和加拿大的研究人员通过对SARS病毒基因组序列进行的分析发现,从总体结构上看,SARS病毒与其他3种已知的冠状病毒相同,但蛋白的氨基酸结构却存在明显的差异。研究人员经过对这些差异进行统计分析,推断正在全球多个国家和地区肆虐的SARS病毒并非已知的冠状病毒变种,而是一种全新的冠状病毒。     

SARS冠状病毒刺突蛋白编码基因及氨基酸序列的同源性分析

①目的 分析严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒刺突蛋白(S蛋白)编码基因及氨基酸序列的变异情况，并在GenBank中寻找其同源序列。②方法 将网上公布的具有全基因序列的12株SARS冠状病毒S蛋白的编码基因序列及氨基酸序列应用Clustal W方法对排分析变异情况，并应用GenBank的Blast对排功能寻找被GenBank收录的同源序列。③结果 SARS冠状病毒S蛋白相对比较保守，变异率较低，其氨基酸序列与鼠的肝炎病毒氨基酸序列有较高的同源性，某些核苷酸序列与人的基因组有同源性。④结论 S蛋白编码基因及氨基酸序列相对保守，为预防性疫苗的研发提供了可行性；据其同源基因及蛋白序列可以预测S蛋白的二、三级结构，对推测SARS可能的发病机制有积极作用。     

SARS冠状病毒多聚酶基因临床检测方法的建立

目的 分析SARS冠状病毒广东株多聚酶基因片段的异质性。建立RT-PCR检测SARS冠状病毒的方法，为SARS的快速诊断提供依据。方法 合成针对SARS冠状病毒多聚酶基因区段的特异性引物，从广东省SARS病人及疑似病人标本中提取RNA，经反转录和巢氏PCR扩增出相应大小的DNA片段。对这些片段克隆后进行DNA序列分析，并将序列与SARS冠状病毒和其他已知冠状病毒进行同源性分析。结果 从多例SARS病人痰、咽拭子或血液标本中得到RT-PCR阳性片段，随机选取其中8例经克隆和DNA序列分析证实均为SARS冠状病毒序列(同源性100％)，而所有阴性参照标本RT-PCR均为阴性。克隆片段BNll09与已知冠状病毒在核苷酸和氨基酸水平进行分析显示，该片段与牛冠病毒(bovinecoronavirus，BCV)和鼠肝炎病毒(murine hepatitis virus，MHV)同源性最高，在氨基酸水平上同源性高达75％。结论 SARS冠状病毒多聚酶基因片段BNll09的保守性极强，适合建立RT-PCR法检测SARS冠状病毒。     

SARS病毒的组织嗜性和宿主趋向性

①目的 了解SARS病毒的组织嗜性和宿主趋向性。②方法 分别将具有明确致病性的22种冠状病毒(包括6株SARS病毒)S蛋白编码序列和22种冠状病毒全基因序列(包括11株SARS病毒)进行对排并绘制系统发生树，观察具有不同组织嗜性和宿主范围的冠状病毒所处的位置，预测SARS病毒的组织嗜性和宿主趋向性。③结果 在依据编码S蛋白序列和全基因序列所绘制的系统发生树中各冠状病毒的分支明确，与其在美国国立医学图书馆(NCBI)中的分类相一致。④结论 SARS病毒县需特病毒的一个新的变种，具有呼吸道上皮嗜性。     

SARS冠状病毒IgG的ELISA检测方法建立

目的：建立适用于SARS冠状病毒临床辅助诊断的ELISA检测方法。方法：以重组SARS冠状病毒结构蛋白作为抗原包被，检测SARS冠状病毒IgG抗体，确定被检血清的最佳稀释度，通过分析52例SARS临床确诊患者及50例其他呼吸道疾病患者、50例正常人群组血清的检测结果。评价其特异性和灵敏度。结果：SARS冠状病毒结构蛋白抗原包被浓度为2μg／ml；被检血清的稀释度为1：50；将酶标反应板37℃放置3天，OD值下降小于5％，对同一批标本在20天内重复3次，阳性、阴性测定结果一致。批内变异系数CV(％)小于5％。结论：我们采用基因重组技术制备的SARS冠状病毒结构蛋白作为抗原建立的EUSA检测方法克服了用SARS病毒颗粒作为抗原的不足，具有更高的特异性和灵敏度，适用于SARS的临床辅助诊断。     

SARS冠状病毒基因组进化与PCR检测引物的设计

目的：分析比较32株SARS冠状病毒基因组的同源性,研究SARS冠状病毒PCR检测引物对32株SARS冠状病毒的适用性。方法：运用互联网和生物信息学的方法、软件,分析32株SARS冠状病毒基因组之间的同源性,构建无根进化树,并对PCR检测引物进行了检索验证。结果：32株SARS冠状病毒的全基因组序列中共有488个位点的碱基发生突变,并且在所有32株SARS冠状病毒的基因组序列上,均存在PCR检测引物对应的序列片断。结论：所设计的SARS冠状病毒PCR检测引物在全部32株SARS冠状病毒的PCR检测分析中都是适用的。     

SARS冠状病毒多聚酶基因临床检测方法的建立

目的分析SARS冠状病毒广东株多聚酶基因片段的异质性,建立RT-PCR检测SARS冠状病毒的方法,为SARS的快速诊断提供依据。方法合成针对SARS冠状病毒多聚酶基因区段的特异性引物,从广东省SARS病人及疑似病人标本中提取RNA,经反转录和巢氏PCR扩增出相应大小的DNA片段。对这些片段克隆后进行DNA序列分析,并将序列与SARS冠状病毒和其他已知冠状病毒进行同源性分析。结果从多例SARS病人痰、咽拭子或血液标本中得到RT-PCR阳性片段,随机选取其中8例经克隆和DNA序列分析证实均为SARS冠状病毒序列(同源性100%),而所有阴性参照标本RT-PCR均为阴性。克隆片段BNI109与已知冠状病毒在核苷酸和氨基酸水平进行分析显示,该片段与牛冠病毒(bovinecoronavirus,BCV)和鼠肝炎病毒(murinehepatitisvirus,MHV)同源性最高,在氨基酸水平上同源性高达75%。结论SARS冠状病毒多聚酶基因片段BNI109的保守性极强,适合建立RT-PCR法检测SARS冠状病毒。     

SARS冠状病毒E蛋白的表达与纯化

目的研究SARS冠状病毒E蛋白对SARS诊断和预防的价值，利用原核表达系统克隆和表达E蛋白并纯化。方法采用RT—PCR从SARS冠状病毒RNA中扩增出编码N蛋白的基因；经克隆和测序分析后，亚克隆至表达载体DGEX-4T-2，转化大肠杆菌BL21（DE3），PCR和双酶切鉴定；阳性菌株经IPTG诱导，SDS—PAGE分析，进一步以SARS病人血清进行免疫印迹分析；大量诱导表达N蛋白，亲和层析予以纯化。结果RT—PCR扩增出E蛋白基因的特异片段，获得的阳性克隆序列与GenBank中登录的SARS冠状病毒的E蛋白基因序列同源性为100％；E蛋白基因被亚克隆至表达载体pGEX-4T-2，在BL21中获得表达，表达产物能被SARS病人血清识别。表达的E蛋白经亲和层析获得纯化。结论成功构建了SARS冠状病毒E蛋白的重组表达质粒，在大肠杆菌中表达的E蛋白的融合蛋白具免疫活性。     

SARS冠状病毒Orf3和Orf4的克隆和分析

目的:克隆SARS冠状病毒的Orf3和Orf4两个开放性读框,并对其进行DNA序列和蛋白质结构分析.方法:通过RT-PCR,从SARS冠状病毒基因组中扩增得到特异性片段,利用TA克隆将PCR产物克隆入PUCm-T载体并进行测序、同源性比较和蛋白质结构分析.结果:RT-PCR扩增出的特异产物与预期长度相符,序列分析表明,其核苷酸序列与已发表的SARS病毒的Orf3和Orf4同源性在99%以上.结论:成功克隆SARS冠状病毒Orf3和Orf4两个开放性读框,为表达及功能研究奠定了基础.     

Pathogenesis of severe acute respiratory syndrome

Severe acute respiratory syndrome （SARS） first emerged in Guangdong province, China in November 2002. During the following 3 months, it spread rapidly across the world, resulting in approximately 800 deaths. In 2004, subsequent sporadic cases emerged in Singapore and China. A novel coronavirus, SARS-CoV, was identified as the etiological agent of SARS.1＇2 This virus belongs to a family of large, positive, single-stranded RNA viruses. Nevertheless, genomic characterization shows that the SARS-CoV is only moderately related to other known coronaviruses.3 In contrast with previously described coronaviruses, SARS-CoV infection typically causes severe symptoms related to the lower respiratory tract. The SARS-CoV genome includes 14 putative open reading frames encoding 28 potential proteins, and the functions of many of these proteins are not known.4 A number of complete and partial autopsies of SARS patients have been reported since the first outbreak in 2003. The predominant pathological finding in these cases was diffuse alveolar damage （DAD）, This severe pulmonary injury of SARS patients is caused both by5 direct viral effects and immunopathogenetic factors, Many important aspects of the pathogenesis of SARS have not yet been fully clarified. In this article, we summarize the most important mechanisms involved in the complex pathogenesis of SARS, including clinical characters, host and receptors, immune system response and genetic factors.     

Bat SARS coronavirus HKU3-1病毒株基因组及蛋白质的生物信息学分析

目的比较中国菊头蝠SARS冠状病毒(Bat SARS coronavirus)与人类及果子狸体内分离出来的SARS-Cov,分析它们是否存在一定的相似性。方法本文分析了Bat SARS coronavirus与已知冠状病毒Human SARS-CoV和civet SARS-CoV的系统进化关系,绘制了Bat SARS coronavirusHKU3-1的全基因序列图,同时预测了S蛋白和N蛋白的三维模型。结果对Bat SARS coronavirus HKU3-1的序列分析表明中国菊头蝠SARS-CoV与人和果子狸SARS-CoV非常相近。系统进化分析法显示Bat-SARS-CoV与SARS-CoV形成一个不同的群,称为group 2b CoV,与已知的group 2 CoV存在一定的距离。结论Bat SARS coronavirus HKU3-1不太可能是从人SARS-CoV传播过来的。另外,Bat SARS coronavirus与civet SARS-CoV可能具有共同的祖先,使得中国菊头蝠SARS病毒株同样具有感染人体的危险。     

SARS patients-derived human recombinant antibodies to S and M proteins efficiently neutralize SARS-coronavirus infectivity

Objective To develop a specific SARS virus-targeted antibody preparation for emergent prophylaxis and treatment of SARS virus infection. Methods By using phage display technology, we constructed a naive antibody library from convalescent SARS patient lymphocytes. To obtain the neutralizing antibody to SARS virus surface proteins, the library panning procedure was performed on purified SARS virions and the specific Fab antibody clones were enriched by four rounds of repeated panning procedure and screened by highthroughput selection. The selected Fab antibodies expressed in the periplasma of E. coli were soluble and further purified and tested for their binding properties and antiviral function to SARS virus. The functional Fab antibodies were converted to full human IgG antibodies with recombinant baculovirus/insect cell systems and their neutralizing activities were further determined. Results After four rounds of the panning, a number of SARS-CoV virus-targeted human recombinant Fab antibodies were isolated from the SARS patient antibody library. Most of these were identified to recognize both natural and recombinant SARS spike （S） proteins, two Fab antibodies were specific for the virus membrane （M） protein, only one bound to SARS-CoV nucleocapsid protein. The SARS-CoV S and M protein-targeted Fab or IgG antibodies showed significant neutralizing activities in cytopathic effect （CPE） inhibition neutralization test, these antibodies were able to completely neutralize the SARS virus and protect the Vero cells from CPE after virus infection. However, the N protein-targeted Fab or IgG antibodies failed to neutralize the virus. In addition, the SARS N protein-targeted human Fab antibody reacted with the denatured N proteins, whereas none of the S and M protein specific neutralizing antibodies did. These results suggested that the S and M protein-specific neutralizing antibodies could recognize conformational epitopes which might be involved in the binding of virions to cellular receptors and the fusion activity of the virus Conclusion The SARS-CoV spike protein and membrane proteins are able to elicite efficient neutralizing antibodies in SARS patients. The neutralizing antibodies we generated in this study may be more promising candidates for prophylaxis and treatment of SARS infection.     

正常人群血清中SARS病毒特异抗体的检出

[目的]检测正常人群血清中抗体，了解SARS病毒非致病性感染状况。[方法]利用SARS病毒全病毒裂解液抗原酶联免疫法检测81例志愿者血清中的SARS病毒抗体IgG和IgM。[结果]81例血清中，抗SARS病毒IgG抗体阳性3例，阴性78例；IgM抗体均为阴性。[结论]大连地区正常人群可能有过sARS病毒或类似病毒的非致病性隐性感染。     

传染性非典型肺炎患者泪液和血液中特异性抗体检测的对比研究

目的：通过传染性非典型肺炎(SARS)患者泪液病毒特异性抗体的检测，寻找SARS病毒是否通过泪液或眼结膜传播的理论依据，了解泪液和血液中SARS病毒特异性抗体检测结果的一致性程度。方法：用酶联免疫吸附法(ELISA)检测18例不同病程的SARS患者泪波及血清SARS病毒特异性抗体。结果：18例SARS患者泪液中的特异性IgM类和IgG类抗体均为阴性，而同组患者有13例其血液中的特异性IgM类和IgG类抗体呈阳性。结论：SARS病毒可能不通过泪液或结膜传播。     

SARS病人SARS冠状病毒核壳抗原抗体的变化规律

OBJECTIVE: To assess serum antibody responses of patients with severe acute respiratory syndrome (SARS) to nucleocapsid (N) antigen of SARS-associated coronavirus. METHODS: The serum levels of IgM and IgG antibodies to N antigen were measured in 200 healthy blood donors and 13 SARS patients at different time points of acute and convalescent phases using indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) with N fusion proteins of SARS-associated coronaviruses. RESULTS: The IgM positive critical value of 0.233 and IgG of 0.239 were selected as the threshold value for positive results that equals the product of 2.1 and the mean IgM and IgG levels of 200 healthy blood donors. In 13 patients with SARS, the antibody responses to N antigen were not detectable in the first week after the onset of symptoms. The IgM and IgG seroprotection rates were 83.3% and 66.7% respectively in the second week, both reaching 100% at the third week. IgM seroprotection rates was 61.5% in the second month, and 38.5% at third month. The IgG peaked one month after the onset and remained at high levels in the following 2 months. CONCLUSION: The antibody responses suggest that N protein of SARS is immunodominant and plays an important role in viral pathogenesis. This ELISA-based test for detecting anti- N antigen may be of significant value for SARS diagnosis.     

SARS冠状病毒与实验室诊断

引起严重急性呼吸综合征(SARS)的病原是一种新型冠状病毒。作者对其结构、致病性、抵抗力以及实验室诊断的现状与不足进行了综述。     

SARS相关抗肺自身抗体产生机制的初步研究

目的:检测严重急性呼吸综合征(SARS)患者血清中抗SARS病毒抗体与肺组织的反应性.方法:采用酶联免疫吸附法检测SARS患者恢复期血清中抗SARS病毒抗体,并采用肺组织与抗体共同孵育的方法,吸附抗SARS病毒抗体中同肺组织反应的SARS相关抗体.结果:与肺组织共同孵育后,抗SARS病毒抗体被部分中和,中和率为13.6％～32.2％.结论:部分抗SARS病毒抗体可以与肺组织反应,SARS病毒抗原同肺组织抗原有部分同源性.机体对SARS病毒抗原和肺组织的交叉免疫性可能是SARS相关抗肺自身抗体产生的原因.