战疫(六):新冠病毒可能的过去与未来

2020-02-23 21:53:08 视野 136

新冠病毒(SARS-CoV-2)是如何来到这个世界,进入华南市场,并恰好在 2019 年引爆神州大地的?这个问题似乎能成为广大阴谋论者们集体兴奋的话题,能让各种匪夷所思的故事以各种「犹抱琵琶半遮面」的姿态蹦到我们面前……对不起,本文并不是什么阴谋论故事的复述,如果你怀着这种奇怪心理来猎奇的话,本文或许不会合你口味。

本文所列的有关新冠病毒(SARS-CoV-2)的过去与未来,均为研究人员基于自身专业和研究进行的判断,因此它们属于诸多可能中的一种,也许前后亦存在矛盾,并非最终定论。本文将这些信息索引起来,以资各位读者自行参考。

1、

2020年2月21日,由中科院西双版热带植物园、韶关学院英东农业科学与工程学院、华南农业大学林学与风景园林学院等学术机构的研究人员发表于 ChinaVix 的论文[1]介绍了他们的新发现,指出华南海鲜市场可能并不是新冠病毒传播给人类的源头地

研究人员于2月12日从一个名为 GISAID EpiFlu 的国际流感病毒数据共享平台中提取了 93个新冠病毒完整基因并进行了分析研究,以求探索病毒在过去 2 个月中的演化和人传人的信息。这93个病毒基因样本分别来自 4 大洲 11 个国家的感染者,其中有 54 个来自中国国内,取样时间在1月22日之前,还有 39 个来自国外,取样时间则在1月22日之后。

该论文简单概述如下:

  1. 通过对病毒基因进行分析,以及对比 2003 年的 SARS 病毒和中东呼吸综合征的 MERS 病毒,目前并没有发现此次疫情的新冠病毒出现过基因重组的证据。
  2. 从基因层面的证据来看,华南海鲜市场并不像是新冠病毒的源头,而是从其他地方输入到了华南海鲜市场,再于 12 月通过华南海鲜市场大规模地传播开来。
  3. 尽管在疫情爆发的最初两个月里,绝大多数感染者都与武汉有关联,但一些中国之外的感染者,可能是在广东或其他地方中招的,这也说明病毒并不仅仅只是在武汉出现人传人,在其他地方也可能出现了人传人的演变。
  4. 病毒可能早在 11 月中下旬就已经开始传播,但由于一些感染者最初出现的只是轻度症状,导致这一情况被忽视。

2、

美国哥伦比亚大学和哈佛大学研究团队 2020 年 2 月 18 日在预印本平台 bioRxiv 上发表论文[2],向我们揭示了新冠病毒(SARS-CoV-2)的过去的某些可能。

研究者们通过对病毒基因的研究,发现新冠病毒(SARS-CoV-2)极有可能最早在 2009 年完成了重组,获得了 SARS 的遗传基因,并在此后通过融合进化成了今日的「新冠病毒」[3]。

新冠病毒(SARS-CoV-2)是一种此前未被发现的新型 RNA 冠状病毒。它在核苷酸水平上与 SARS 病毒具有 80% 的相似性[4]。

SARS 病毒和新冠病毒均属于目前知道的可以感染人类的 Sarbecovirus 亚属 β 冠状病毒。该属的其他病毒经常在蝙蝠中出现。

由于病毒种群在新宿主中的能力可以通过快速突变率和重组等因素来解释。一般来说,这些因素导致了病毒的高遗传变化性和高进化率,预计每年每个位点(site)有 10-4 到 10-3 次替换。

该研究团队分析了来自五个主要亚属感染哺乳动物的 45 个 β 冠状病毒序列,重点关注重组是如何促使 β 冠状病毒实现在不同的亚属病毒和宿主之间进化。最终发现,β 冠状病毒在跨病毒亚属基因和宿主进行重组时,往往涉及 S 蛋白。在此基础上,研究团队结合 MERS 病毒的重组是否涉及 S 蛋白进行了研究,得到了肯定的结论。

通过一系列的分析,研究团队在刺突基因中发现能够支持 RBD 进行潜在重组的3个部位[5],并发现一个影响到了新冠病毒与人类 SARS 病毒(humanSARS-CoV)的显著重组事件,以及在 RaTG13 病毒、新冠病毒和人类 SARS 病毒共享着 47 个氨基酸,但其与蝙蝠 SARS 病毒(bat SARS-CoV)的序列并不相同。由此证明新冠病毒(SARS-CoV-2)在 RBD 区域内与人类 SARS 病毒具有相似的基因类型,并且是通过重组方式产生的。

此前,武汉病毒学研究所研究小组发现 SARS-CoV-2 在蝙蝠种群中传播的其他冠状病毒几乎相同,约96%的基因代码匹配;同时,上海复旦大学和中国疾病预防控制中心的研究小组对一名在华南海鲜批发市场工作的出现呼吸系统疾病和发烧症状的 41 岁男子进行了检查。对感染病毒样本的分析显示,与以前在蝙蝠身上发现的一组类似 SARS 的冠状病毒 betacoronavirus 有 89% 的相似度[6]

3、

美国哥伦比亚大学和哈佛大学研究团队通过使用贝叶斯谱系渐进方法(a Bayesian Phylogenetic approach),并与整个基因组谱系进行比较后发现,新冠病毒与 RaTG13 病毒处于同一进化枝,而人类 SARS 病毒则在另一个分支上。

 RBD的时间发展谱系,包括RaTG13病毒、3个新冠病毒序列(红色),6个蝙蝠SARS病毒序列(黑色)和9个人类SARS病毒序列(蓝色)。推论表明至少在11年前(以红色圆点突出显示),甚至是在28年前(蓝色圆点)就进行过一次重组的可能情况。

根据研究结果,该团队提出了两种可能:

  1. 新冠病毒源自人类 SARS 病毒与另外类似 SARS 的病毒两者间进行的重组;
  2. 至少发生了两种不同的重组事件,其中一种导致了人类 SARS 病毒,另一种产生了这次的新冠病毒。

但不管是哪一种,该团队推断认为,导致产生 RaTG13 病毒和新冠病毒「共同祖先」的重组事件,其时间不迟于2009年就已经发生了[3]。

4、

洛基山实验室的病毒学家文森特·蒙斯特(Vincent Munster)说,只有 betacornavirus 才能传输给人类,并寄居在我们的呼吸道。但是,当冠状病毒变异时,这些蛋白质的形状会发生改变,有时会使病毒适应新的宿主。研究结果显示,SARS 和新冠状病毒(SARS-CoV-2)都能与人肺深处的同一个受体 ACE2 结合,这也许可以解释病人的肺炎样症状。

5、

新冠病毒(SARS-CoV-2)与 SARS 并不是同一种病毒,也不是 SARS 的进化版。2020年1月26日,中国疾控中心(CDC)病毒病所应急技术中心主任谭文杰曾表示,目前所得的几十个早期患者的新型冠状病毒全基因组序列虽然在进化上与 SARS 离得比较近,但属于远方亲戚,在分类学上属于同一「种」[7],是一种全新的病毒[8]。

6、

在未来,新冠病毒(SARS-CoV-2)极有可能会成为一种「常在病毒」与人类长期共存。在2020年2月19日白岩松连线中国工程院副院长、呼吸与危重症医学专家王辰[9]时,王院长表示,「新冠肺炎与SARS不同。SARS传播性和致病性都很强,很快把宿主杀死然后病毒自身也不容易存活。而新冠肺炎有可能转成慢性疾病,像流感一样与人类共存。对此,我们从临床诊治和生产生活防范方面都要做好相应准备。」

而 @武汉发布 在2020年2月22日发布的通告[10]显示,确实存在出院病人复发的可能性,因此需要再度「到指定场所统一实施为期 14 天免费的康复隔离和医学观察」[11]。

7、

此波疫情结束,也许并不意味着 SARS-CoV-2 离我们远去。也许我们需要等到 SARS-CoV-2 疫苗诞生,才能彻底消灭 COVID-19,正如我们消灭天花那样。

参考资料

  1. ChinaVix 是中科院的科技论文预发平台,该平台并不像传统学术期刊那样,会要求在论文发布前先经过同行评议。
  2. Recombination and convergent evolution led to the emergence of 2019 Wuhan coronavirus
  3. 新冠病毒怎么产生的?美国研究发现可追溯至2009年,新京报网,2020年2月20日
  4. 武汉病毒学研究所研究小组观察了 7 名最初报告有重症肺炎病例的患者的病毒样本(其中 6 名患者在武汉华南海鲜批发市场工作),结果表明,约 70% 的样本彼此几乎相同,其基因序列与 SARS 相似度为 79.5%。
  5. RBD(receptorbinding domain),受体结合域,是病毒表面蛋白用来与受体结合的部分。病毒通过它去和人体内细胞上的受体(receptor)结合。
  6. 新冠病毒与SARS相似度达80%?这可能是“不幸中的万幸”,腾讯新闻,2020年2月4日
  7. 新型冠状病毒与SARS病毒基因组序列相似度80%,属于同一“种”,2020年1月24日
  8. 与非典病毒相似80% 新型冠状病毒是什么?不是SARS进化版,综投网,2020年1月26日
  9. 新冠肺炎可能与人长期共存?白岩松对话王辰,人民论坛网,2020年2月20日
  10. 武汉市新冠肺炎疫情防控指挥部关于对新冠肺炎治愈出院患者实施康复隔离的通告(第16号)
  11. 即日起,武汉出院患者需到指定场所隔离14天,观察者网,2020年2月22日

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