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陈根:谁才是病毒始祖?打破病毒起源地有罪论

2020/4/20 7:13:00


 

/陈根


《美国国家科学院院刊》(PNAS)近日刊登了一篇由英国剑桥大学遗传学家福斯特博士(Dr. Peter Forster)及研究团队的报告,指出病毒已经分成了 3 类的变异,现在在美洲、亚洲以及欧洲流行的新冠,已经是不同的变异种。

这项研究中,团队从全球共享流感数据倡议组织(GISAID)的数据库中,分析了最早的160名确诊者的病毒基因体,经过定序后,画出了病毒的基因族谱,发现新型冠状病毒出现3类变异。研究团队将这 3 者,以ABC类别区分,且指出这 3 类病毒分别在世界不同地区广泛传播其中A为始祖病毒

研究发现A最早出现于武汉跟蝙蝠身上发现的毒株最接近,因此被推测是最早的一株病毒。但之后主要分布在北美和澳大利亚,武汉居住的美国感染者,身上的病株也是A型。

从基因定序族谱来看,B型病毒是从A型病毒变异而来主要分布在武汉并蔓延至整个东亚;但B突变缓慢,B在突变之前始终没有能够传播到东亚以外地区,直到B发生了突变才逐渐在亚洲以外传播。因此,东亚以外的环境及宿主免疫因素可能使B病毒本身难以传播,研究人员管这叫始祖效应,这一效应在HIV也可见。

C型病毒则是从B行病毒演化而来,主要分布在欧洲、美国加州、巴西、新加坡及中国大陆以外的香港和台湾,有趣的是武汉并没有C型病毒,更为重要的是,研究发现最早进入意大利的病毒是127日从德国输入的,同时早期在意大利流行的病毒来源于新加坡。

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其实,《美国国家科学院院刊》发布的关于病毒起源的研究报告,并不是第一份新型冠状病毒演化和迁移的研究报告。

早在三月初,北京大学生命科学学院就在NSR发表了关于新冠病毒具有两个亚型LS的研究报告,引起了广泛转载和媒体报道。

研究共选取了103个病毒基因组序列,研究认为新冠病毒可能来源于病毒的自然选择的趋同进化、突变和重组。在进一步分析了103个病毒基因组的突变后,研究将这些突变的病毒分类成为了S亚型和L亚型,且S亚型实际上是L亚型的祖先。

值得探究的是,武汉的27个病毒序列中,26个为L亚型,只有1个为S亚型。相比之下,武汉以外的73个病毒序列中(33个国内,40个国外),45个为L型,28个为S型。

 

病毒传播蓝图

复旦大学张永振等在Cell上发表的研究报告,概述了新型冠状病毒的病毒基因组研究起源,这与Andersen发表的Nature Med文章互补,为病毒传播绘制了一个比较完整的蓝图,即从趋同进化到跨种传播再经历了隐匿传播引起了全球范围的大流行

目前公认因为无症状传播和发病前传播的特性使新冠病毒的传染性极强。由于华南海鲜市场的动物样本已无法取样,现在也无法获知最早的感染者(0号病人),因此无法明确新冠病毒最终形成是由于动物跨种直接传播引起,还是隐性人传人引起。

全球范围内报道的第一例新冠患者是20191226日在武汉中心医院收治入院的病人,复旦大学张永振等15日获得了该病人的病毒基因组序列,并将序列上传到了GenBank。由于病毒序列信息,研究人员进一步将其序列与其他病毒比对,发现这一病毒属于SARS-CoV家族,与SARS-CoV本身有79%同源性。

而与新冠病毒相似度最高的病毒是在云南发现的RaTG13,序列同源性高达96%。但新冠病毒与RaTG13序列最显著的差异是S蛋白的S1S2亚基交界处的多碱基Furin蛋白酶切割位点(残基PRRA),新冠病毒与RaTG13序列另一个不同是在RBD结合ACE26个关键氨基酸中,只有1个相同。而有关综述中,另一个重要信息是,在S1/S2切割位点有另一个十分特殊的PAA氨基酸序列,这一PAA序列见于2019年从云南的蝙蝠样品中发现的另一株冠状病毒RmYN02,但RmYN02仅与新冠病毒有72%序列同源性

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新冠病毒起源于蝙蝠目前有大量证据支持,但是从蝙蝠到人的传播链却还不清晰。比如RaTG13RmYN02都在云南发现,距离武汉有1500公里,而从RaTG13进化到新冠病毒需要25-65年。这使得科学家猜想中间宿主所扮演的角色,SARS-CoVMERS-CoV从蝙蝠到人,分别由果子狸和骆驼充当了中间宿主;而华南农业大学论文证明了穿山甲冠状病毒的RBD与新冠病毒具有97%氨基酸序列同源性,这一发现完善了新冠病毒跨种传播链的假说,也启发了科学家可能在野生哺乳动物中有大量和多样的冠状病毒尚未被发现。

除了跨种传播,另一种具有大可能性的传播是新冠病毒在经过单一事件在201911-12月完成跨种传播给人,并在早期可能在人与人之间形成了隐秘传播。这一理论可能可以解释为何武汉流行的主要为“L但病毒突变形成Furin蛋白酶切割位点是病毒在动物中间宿主中形成,还是在人中隐秘传播中突变形成,目前没有明确答案。这同样也提示应该持续监测病毒突变,尤其在现在大范围传播的情况下,应该持续关注引起表现型变化的病毒突变。而回溯追踪201912月之前医院患者的样本或许可以获得隐秘传播的信息。但是新冠疫情也警示了动物病毒跨种传播危害之大、可传播范围之广,在疫情之后如何出台相应政策措施以杜绝野生动物的贩售也是我们需要关注的另一个问题。

 

病毒起源追溯

当下,关于病毒起源的说法人云亦云,而实际上,我们追溯一个病毒起源的科学方法(不是政治或舆论宣传方法)只有一种,就是通过病毒测序进行遗传进化树分析。

对于很多历史上的病毒传染病,比如1918西班牙流感,我们现在之所以能够追溯其起源,是因为2005年美国CDC Julie Gerberding等人从阿拉斯加的患者遗骸中测序出了病毒序列。而牛津大学Philippe Lemey通过测序最早的非洲患者样本中的HIV病毒,将HIV跨种传播追回到了1920年刚果共和国首都金沙萨。

目前关于新型冠状病毒的任何病毒起源研究,其病毒序列都是来源于GenbankGISAID两个公共数据库,而这两个数据库中第一个病毒序列就是第一个被报道的新冠肺炎病人所感染病毒的序列。

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这名患者在20191226日于武汉市中心医院就诊。202015日复旦大学张永振等从这名患者中分离出病毒的序列上传至Genbank,因此这一序列成为了目前所有病毒序列的起源,所以无论如何进行遗传进化树分析,这个序列必然是所有病毒来源的起点。这也就是为什么在关于病毒起源的两个研究中,AS分别是祖先病毒,都最早在武汉发现,而随着时间推移却在武汉很少见。

美国和中国之间关于新冠病毒起源的信息战争造成的紧张局势导致了政治边缘政策的加剧近日,特朗普政府要求联合国安全理事会在一项新冠病毒决议中列入一项声明,核实该病毒起源于中国。外交官已经被传唤美国记者在中国已经失去了记者资格。这在任何时候都不是一种理想的关系状态,更不用说在需要国际合作的大流行病期间。

正如苏珊·桑塔格在《疾病的隐喻》中所说,任何一种病因不明、医治无效的重疾,都充斥着意义,没有比赋予疾病某种意义更具有惩罚性的了。关于新冠病毒的起源论争的道德高地并不是基于立场的撇清,而应该是首发地无罪,不论在哪。

在疫情大流行期间,允许误导性的叙述占主流地位可能会造成无法估量的伤害,并有可能把主要的科技平台变成故意散布谎言的帮凶疫情已经造成了全球累计224万以上的感染病例,超15万人死亡,我们必须把重点放在寻找治疗上,而不是为阴谋而斗争。

放下争议携手共进才是出路

从西班牙流感从1918年爆发,到2005年我们才完成了溯源,我们人类花了87年的时间。当然这漫长的溯源受制于当时的医学、科学技术手段,以及大数据技术的的缺失。而随着科技的进步,包括生命科学技术、医学技术以及大数据技术的不断进步,或许我们会在一定程度上缩短溯源的时间。但,在当下我们无法给出新冠病毒溯源的时间需要多久,对于已经形成的全球性传染病疫情,当下最需要的是全球协作,尽一切的科研力量来帮助人类尽快走出危机,使我们的生产、生活尽快恢复正常。

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各国应该放弃成见与争论,尽快协同资源研发疫苗,避免复工后的二次感染情况发生。目前受一次疫情的冲击,全球的正常贸易、商务、旅行已基本中断,这对全球经济而言都是巨大的灾难。其次,各国应该加强舆论引导,避免引发不必要的种族冲突,导致疫情伤害演变成其他人为伤害。

最后,关于新冠病毒的起源论争的道德高地并不是基于立场的撇清,而应该是首发地无罪,不论在哪。携手共进、共克疫情才是王道。

 

 

 

 


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