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SARS-Co V-2（Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2）的全球大流行已经严重影响了人类的生命健康和经济发展,但是其确切起源目前仍不清楚。SARSCo V-2感染人类的前提是进化出对人类细胞受体血管紧张素转换酶2（Angiotensinconverting enzyme 2;ACE2）的高结合亲和性。蝙蝠种群中存在大量的SARS-like冠状病毒,且某些蝙蝠冠状病毒与SARS-Co V-2在基因组水平上具有高度的序列一致性。因此,目前认为蝙蝠病毒很可能就是SARS-Co V-2的远祖。但是,蝙蝠冠状病毒是如何进化出具备侵染人类能力的SARS-Co V-2的?关于这一问题目前存在两种假设:（1）蝙蝠冠状病毒首先进化出侵染动物宿主（或中间宿主）的能力,在中间宿主体内经自然选择而进化出具备侵染人类能力（人畜共患病转移）的SARS-Co V-2;（2）蝙蝠冠状病毒本就具备侵染人类的能力,直接经人畜共患转移后在人类体内经自然选择进化出SARS-Co V-2。无论通过何种假设,SARS-Co V-2的祖先都必须具备结合人类细胞受体ACE2的能力,然而,在进化过程中,这些祖先病毒与人类ACE2的结合亲和性究竟如何?是哪些关键氨基酸残基的变化导致了最终的SARS-Co V-2与人类ACE2的高亲和性结合?这些问题都不清楚。本文收集了149617条来自不同物种的SARS-Co V-2-like（SARS-Co V-2-related）以及SARS-Co V-2冠状病毒的全基因组序列,经筛选后对剩余的214条序列进行了系统发育树构建并对所关注的4个祖先节点分别重建了它们的刺突（spike）蛋白质受体结合域（receptor binding domain;RBD）氨基酸序列。在野生型（wild type;WT）RBD-ACE2复合物晶体结构的基础上,通过点突变方式得到了包含祖先RBD氨基酸的单点突变体RBD-ACE2（16个）和祖先节点RBD-ACE2（3个）复合物结构结构模型,并对包含WT RBD-ACE2在内的20个复合物结构进行了多副本分子动力学模拟。进一步,通过重构自由能谱的方式得到了20个复合物的代表性结构集合。最后,使用MM-PBSA方法计算了所有复合物代表性结构集合的结合自由能值并进行了一系列比较分析。主要结果为:（1）祖先节点node219（SARS-Co V-2分支的共同祖先）与野生型毒株的RBD具有完全相同的序列,祖先节点node218（SARS-Co V-2分支与蝙蝠冠状病毒Ra TG13的共同祖先）、node217（SARS-Co V-2分支与Ra TG13和广东穿山甲病毒GD＿pangolin-Co V的共同祖先）和node216（SARS-Co V-2分支与Ra TG13、GD＿pangolin-Co V和广西穿山甲病毒GX＿pangolin-Co V三者的共同祖先）RBD与WT RBD序列分别在4个、6个和13个位点上存在氨基酸残基差异;（2）蛋白质间的静电相互作用强度是决定RBD与ACE2结合亲和性的主导因素;（3）凡是涉及到电荷性质改变的残基突变,如带正电残基的获得和带负电残基的丢失,都会通过增强蛋白质间的静电吸引强度而增加RBD-ACE2结合亲和性,而涉及正电残基丢失和负电残基获得的突变则会通过减弱蛋白质间的静电吸引力而损害RBD-ACE2结合亲和性;（4）不同祖先节点RBDs与ACE2结合亲和性的差异取决于蛋白质间静电相互作用强度的改变,而这一改变又取决于RBD残基突变所导致的RBD正净电荷数量的改变;（5）在进化上距离WT SARS-Co V-2最远的node216RBD因比WT RBD多出一个净正电荷（+3 vs.+2）而获得了对ACE2更强的静电相互作用强度和更高的结合亲和性,而距离WT RBD较远的node217和最近的node218 RBD因比WT RBD少一个净正电荷而极大降低了对ACE2的静电相互作用强度和结合亲和性。由于能够导致RBD净正电荷数改变的残基突变（涉及残基电荷性质的单突变或多个突变的组合）会严重影响RBD对ACE2的结合亲和性,SARS-Co V-2祖先病毒在进化过程中很可能在不停地获得和丧失对人类ACE2的结合能力,其向人类的传播也很有可能是偶然事件所导致。目前的主流观点认为,SARS-Co V-2的远祖病毒极有可能是由蝙蝠的SARS-like病毒与穿山甲冠状病毒重组而产生（经重组获得了穿山甲病毒的RBD序列）。基于本文研究结果,我们推测,远祖病毒产生后,它们有可能因具备对人类ACE2的高结合亲和性而直接从蝙蝠传播给人类,经自然选择演化为SARS-Co V-2,也有可能在穿山甲种群中（中间宿主）传播时丧失了结合人类ACE2的能力,但偶发的单点突变事件（如涉及带正电残基获得或带负电残基丢失的突变）会使其获得侵染人类的能力。本文的研究从进化和能量角度阐明了SARS-Co V-2 RBD对人类ACE2高亲和性的可能来源,这对深入理解SARS-Co V-2的跨物种传播机制具有重要意义,同时还为将来有可能出现的具有威胁人类健康能力的冠状病毒监控提供了理论依据。