追本溯源——新型冠状病毒从何而来

 

中国的研究人员在广东省的一个洞穴中捕获一只蝙蝠进行研究(图源:ECOHEALTH  ALLIANCE)中国的研究人员在广东省的一个洞穴中捕获一只蝙蝠进行研究(图源:ECOHEALTH  ALLIANCE)

  来源:科学媒介中心

  “attaaaggtt tataccttcc caggtaacaa accaaccaac tttcgatctc ttgtagatct …”这一串看似杂乱的字符串,其实就是从53名患者身上采集到的病毒样本而获得的武汉新型冠状病毒(2019-nCoV)的基因组序列。这些基因组序列由中国的科学家在1月初获得,并向全世界公开。

自然界中的遗传物质主要是DNA ,小部分是RNA。不管是DNA还是RNA,都是由核苷酸组成的。新型冠状病毒总共有近29,000个核苷酸,属于RNA病毒。许多关于新型冠状病毒基因组序列的分析已经出现在virological.org、nextstrain.org、bioRxiv等预印本网站上,甚至在国际期刊上都有关于它的报道。中国研究人员共享这些基因组序列,使世界各地的公共卫生实验室得以开发自己的病毒诊断方法。目前,已有18个国家发现了这种病毒。

西雅图华盛顿大学的生物信息学专家特雷弗·贝德福德认为:“综合分析这53名患者身上以及华南海鲜批发市场中采集的病毒样本,华南海鲜市场在新型冠状病毒传播中的作用仍然不明确。病毒基因组测序也推翻了‘病原体来自武汉中科院病毒学研究所’的阴谋论。”

目前,科学家正对新型冠状病毒(2019-nCoV)的基因组进行深入研究,试图了解它的起源,以及在蝙蝠和其他物种中发现的相关病毒系谱上的位置。从而确定它是如何变异,以及如何能被阻止。

蝙蝠体内的冠状病毒——RaTG13

武汉病毒学研究所冠状病毒专家石正丽团队和美国生态健康联盟的疾病生态学家彼得·达萨克在中国各地的洞穴中研究蝙蝠已经有8年了,他们采样了1万多只蝙蝠和2000多种其他物种。通过从蝙蝠的粪便和血液中提取病毒样本,他们发现了约500种新的冠状病毒,其中大约50种与SARS病毒的亲缘关系相对较近。

2013年,他们在云南省的一个山洞里采集的中华菊头蝠粪便样本中,发现了冠状病毒RaTG13。石正丽等人最近发在《自然》的发表文章称,通过基因组全序列比对,2019-nCoV与RaTG13的基因同源性为96.2%,与SARS为79.5%。

 中华菊头蝠(图源:baidu) 中华菊头蝠(图源:baidu)

果子狸身上的SARS冠状病毒与人类SARS病毒之间仅有10个核苷酸的差异,这有力地证明了SARS是由果子狸直接传染给人的。而2019-nCoV与RaTG13的基因组序列存在3.8%的差异性,这差异意味两者有近1100个核苷酸不同。

通过将病毒间核苷酸的差异与其他冠状病毒的假定突变率相结合,贝德福德教授认为,这两种病毒在25~65年前具有共同的祖先。因此,类似RaTG13的病毒可能需要数十年才能突变为新型冠状病毒。

达萨克教授说:“虽然RaTG13与新型冠状病毒有高度的基因组序列一致性,但不能认为新型冠状病毒是由RaTG13突变而来。据估计,一旦在中国南部和中部进行了更多的采样,将可能会发现许多其他病毒,其中一些可能和新型冠状病毒更相似。”

这也意味着,不能百分之百的认定云南的中华菊头蝠就是新型冠状病毒的源头!

病毒源头仍是未解之谜

一种病毒在人群中传播的时间越长,它就有更多的时间突变。科学家分析受感染人群中的病毒株发现,到目前为止,新型冠状病毒基因组序列彼此之间最多有7个核苷酸的差异,这表明它传染给人类的时间很短。这些证据表明,武汉华南海鲜市场在新型冠状病毒的传播中扮演了早期角色,但这是否是病毒最开始出现的地方仍不确定。

许多最早确认的新型冠状病毒案例都与武汉华南海鲜市场有关,但高达45%的案例(包括最早的几个案例)与武汉华南海鲜市场无关。这就提出了这样一种可能性,即人类最初感染新型冠状病毒发生在其他地方。

据新华社报道,武汉华南海鲜市场的环境采样发现了新型冠状病毒存在的证据。在检测的585个样本中,有33个样本在新型冠状病毒检测中呈阳性,所有样本都在该市场的西部位置,那里是野生动物的销售地。

“来自野生动物销售地的阳性检测非常重要,”悉尼大学的进化生物学家爱德华·霍姆斯说。“如此高的阳性检测率强烈暗示,市场上的野生动物在病毒的出现中扮演了关键角色。”然而,目前还没有关于样本的预印本或正式的科学报告,因此尚不清楚哪些动物被检测出阳性。

找出病毒的源头为何这么重要

由于缺乏关于病毒源头的明确结论,各种推断盛行,但是大多都在科学上站不住脚。1月22日,《医学病毒学杂志》在网上发表了一篇由北京大学等高校合作的基因组序列分析文章。

文章指出,虽然新型冠状病毒与在蝙蝠身上发现的病毒类似,但与在蛇身上发现的病毒最为相似。然而,很多专业学者对这个推断持反对意见,因为蛇是爬行动物,病毒传染给人类的可能性不高。蝙蝠是哺乳动物,相对来讲可能性更大。

 一个研究小组洞穴里蝙蝠的粪便和其他身体样本送到武汉病毒学研究所,以寻找冠状病毒(图源:ECOHEALTH  ALLIANCE) 一个研究小组洞穴里蝙蝠的粪便和其他身体样本送到武汉病毒学研究所,以寻找冠状病毒(图源:ECOHEALTH  ALLIANCE)

关于为何要找到病毒的源头,达萨克说:“找出病毒暴发的源头,这绝不仅仅是由于好奇,更多的是一种责任。如果我们找不到源头,即使疫情最终得到控制,但是它仍有可能在未来某个时候、某个地方重新暴发。


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