康奈爾大學的科學家們已經確定了犬冠狀病毒中發生的一種轉變，它指出了在其他冠狀病毒中發現的一種可能的變化模式，這可能為它們如何從動物傳播至人類提供線索。
研究人員在2017-18 年感染肺炎的兩名馬來西亞人類患者中首次發現了一種新的犬冠狀病毒。其他一組科學家分離了犬冠狀病毒，對其進行了測序，並於 2021年發表了他們的發現。
由康奈爾大學和天普大學的科學家們領導的一個研究小組現在發現了一種出現在犬冠狀病毒刺突蛋白末端的模式——允許進入宿主細胞的病毒部分：病毒從感染腸道和呼吸系統轉變為動物宿主只感染人類宿主的呼吸系統。
研究人員發現了末端的變化——稱為 N 末端——該分子的一個區域發生了變化，在另一種冠狀病毒中也檢測到了這種變化，這種冠狀病毒從蝙蝠傳播至人類，並導致普通感冒。
“這項研究確定了宿主從犬冠狀病毒轉移到新的人類宿主的一些分子機制，這可能對我們以前不知道的新人類冠狀病毒的傳播也很重要，”Michael Stanhope教授說。獸醫學院的公共和生態系統健康專業。第一作者 Jordan Zehr 是合著者 Sergei Kosakovsky Pond 實驗室的博士生，他是天普大學基因組學和進化醫學研究所的生物學教授。
在這項研究中，研究人員使用 Pond 實驗室開發的最先進的分子進化工具來評估自然選擇的壓力如何影響犬冠狀病毒的進化。
在人類中，與 Alphacoronavirus（犬冠狀病毒所屬的屬）刺突蛋白結合以進入人體細胞的主要受體稱為 APN，但也有輔助受體。這些共同受體之一是唾液酸，它存在於多種哺乳動物的胃腸細胞中。研究人員在 N 端發現了一個稱為 O-domain的刺突蛋白區域，該區域以與唾液酸結合而聞名。在對馬來西亞患者中發現的犬冠狀病毒進行分析時，部分 O-domain正在以獨特的方式發生變化。
研究發現，在馬來西亞患者中發現的犬冠狀病毒似乎正在失去其 O-domain- 但並非完全。“但它的分子進化歷史表明唾液酸結合區域不再做同樣的工作，”Stanhope說。研究人員發現了“寬鬆進化”的證據，自然選擇的壓力減少，這促進了這種轉變。
研究人員將這種 O-domain的轉移和丟失與其他相關冠狀病毒進行了比較。一種稱為豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)，會感染豬並引起呼吸道和腸道疾病。這種豬病毒的一種變體，稱為豬呼吸道冠狀病毒，與 TGEV 幾乎相同，但它失去了 O-domain，完全是一種呼吸道病原體。同樣，一種已知會導致人類普通感冒的冠狀病毒起源於蝙蝠的胃腸道病毒，失去了 O-domain，並作為呼吸道病毒傳播到人類宿主身上。
“因此，這種模式似乎在冠狀病毒進化中重複出現，特別是在與這些向性轉變相關的冠狀病毒進化中，我們最初從胃腸道感染轉移到另一個宿主，現在它是呼吸道感染，”Stanhope說。
2021 年，海地的一些人也報告了在馬來西亞發現的犬冠狀病毒的相同變體，這些人也患有呼吸道疾病。Stanhope表示，科學家們需要更多的研究來了解病毒是否在世界不同地區自發地轉移到人類身上，或者這種代表第八種已知人類冠狀病毒的冠狀病毒是否已經在人群中傳播了幾十年而沒有被發現。
導致COVID-19的 SARS-CoV2 的 N 末端結構域越來越受到研究人員的關注，這項研究為關注分子的這一特定區域提供了額外的理由。