來(lái)源:孫滔 / DeepTech深科技
華南海鮮市場(chǎng)的新冠病毒來(lái)自其他地方,這個(gè)結(jié)論有了基于基因序列的證據(jù)。
中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園的研究人員在分析 93 個(gè)新型冠狀病毒樣本基因組數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),基于 120 個(gè)變異位點(diǎn)得到 58 種單倍型(基因類(lèi)型)中,來(lái)自華南海鮮市場(chǎng)患者樣品單倍型與 H1 有關(guān),而作為更古老的基因類(lèi)型樣本 H3、H13 和 H38 則來(lái)自華南海鮮市場(chǎng)之外。這印證了華南海鮮市場(chǎng)不是病毒發(fā)源地的推論。
圖 | 新型冠狀病毒 58 種單倍型的演化關(guān)系和地理分布格局(A,B),單倍型之間的可能演化關(guān)系(C),以及新型冠狀病毒的可能傳播和擴(kuò)散路線(xiàn)(D);A 和 B 圓圈中的數(shù)據(jù)是樣本數(shù)量(來(lái)源:郁文彬)
這個(gè)研究印證了此前 1 月 24 日發(fā)表在《柳葉刀》的研究結(jié)論,即追蹤**批 41 個(gè)確診病例發(fā)現(xiàn),這批*早在 12 月 1 日?qǐng)?bào)告的病例中,總共有 13 個(gè)病例與海鮮市場(chǎng)無(wú)接觸史。也就是說(shuō),病毒在進(jìn)入海鮮市場(chǎng)之前就已經(jīng)潛入武漢居民的生活中。
這個(gè)研究由中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園郁文彬聯(lián)合華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和北京腦科中心的科研人員進(jìn)行,于 2 月 19 日發(fā)表在中國(guó)科學(xué)院科技論文預(yù)發(fā)布平臺(tái) ChinaXiv 上。
作者認(rèn)為,確定海鮮市場(chǎng)是不是病毒發(fā)源地對(duì)于尋找病毒的來(lái)源,以及確定中間宿主,對(duì)疫情的控制和避免再次爆發(fā)具有至關(guān)重要的意義。
全基因組數(shù)據(jù)分析溯源
圖 | 跨越 8 個(gè)編碼區(qū)的 120 核苷酸突變分析(來(lái)源:郁文彬)
郁文彬?qū)?DeepTech 解釋說(shuō),這是一種基于種群遺傳學(xué)的分析方法。一種基因型不等于一個(gè)患者,一種新冠病毒單倍型攜帶者有可能是多人,甚至可能是上百人,比如 H1 單倍型就對(duì)應(yīng)了 19 個(gè)樣本,但是可以通過(guò)這個(gè)來(lái)溯源,因?yàn)槟硞€(gè)單倍型患者意味著可能是來(lái)自同一個(gè)源傳染。
研究人員收集了全世界各領(lǐng)域共享到 GISAID EpiFluTM 數(shù)據(jù)庫(kù)中的 93 個(gè)新型冠狀病毒樣本的基因組數(shù)據(jù)(截止2月12日),覆蓋了四大洲 12 個(gè)國(guó)家。其中有 39 個(gè)樣本來(lái)自 11 個(gè)國(guó)家的感染患者,編碼了 31 個(gè)單倍型。來(lái)自中國(guó)的 54 個(gè)樣本也編碼了 31 個(gè)單倍型。
他們通過(guò)全基因組數(shù)據(jù)解析,追溯傳染源及擴(kuò)散路徑發(fā)現(xiàn),收到的 93 個(gè)樣本包含 58 種單倍型,而 58 個(gè)單倍型中,H13 和 H38 是比較“古老的”單倍型,兩者通過(guò)單倍型 H3 衍生出了單倍型 H1。
值得注意的是,與華南海鮮市場(chǎng)有關(guān)聯(lián)的患者樣品單倍型都是 H1 及其衍生單倍型,而一份來(lái)自武漢樣品的更“古老的”單倍型 H3 則與華南海鮮市場(chǎng)無(wú)關(guān)。作者結(jié)合**批患者報(bào)告信息,以及種群擴(kuò)張時(shí)間分析結(jié)果,作者推測(cè)華南海鮮市場(chǎng)的新型冠狀病毒是從其他地方傳入進(jìn)來(lái),在市場(chǎng)中發(fā)生快速傳播蔓延到市場(chǎng)之外。
作者還推測(cè),單倍型 H13 和 H38 通過(guò)一個(gè)中間載體與蝙蝠冠狀病毒 RaTG13 關(guān)聯(lián),這個(gè)中間載體 mv1 可能是一個(gè)祖先單倍型,也可能來(lái)自中間宿主或者“零號(hào)病人”。
“古老的”單倍型 H13 和 H38 的病毒樣品分別來(lái)自深圳的病患(廣東首例)和美國(guó)華盛頓州的病患(美國(guó)首例)。他們的旅行記錄表明 2019 年 12 月底至 2020 年 1 月初都來(lái)過(guò)武漢。
為什么有 2 個(gè)“古老的”單倍型呢?郁文彬?qū)?DeepTech 解釋說(shuō),其實(shí) H13 和 H38,以及 H3,它們兩兩之間只有 1 個(gè)核苷酸位點(diǎn)的差異,有可能是衍生到 H3 后,發(fā)生了一次轉(zhuǎn)換的回復(fù)突變,衍生到另外一種基因型基因型。并且兩者都是同義突變,即該突變不影響基因表達(dá)的結(jié)果。這就意味著 2 個(gè)“古老的”單倍型極為接近。
現(xiàn)有武漢樣本中沒(méi)有檢測(cè)到 H13 和 H38 單倍型,作者推測(cè)可能是因?yàn)楝F(xiàn)有樣品主要采自幾家定點(diǎn)醫(yī)院,而且樣品采集時(shí)間局限于 2019 年 12 月 24 日和 2020 年 1 月 5 日。那么,如果能在武漢其他醫(yī)院早期的病患中檢測(cè)到這兩種單倍型,將對(duì)于尋找病毒來(lái)源非常有幫助。
對(duì)于單倍型 H3,其武漢樣本的發(fā)現(xiàn)時(shí)間在 2020 年 1 月,但這并不意味著其基因型更“年輕”。郁文彬解釋說(shuō),可能是因?yàn)椴《驹诒粋魅镜竭@位攜帶者身上沒(méi)有發(fā)生變異,或者很早傳染到這位患者,只是沒(méi)有發(fā)病。
追蹤“零號(hào)病人”
圖 | 新型冠狀病毒單倍型的樣品采集時(shí)間情況。紅色圈的樣品是確認(rèn)與華南海鮮市場(chǎng)有關(guān);藍(lán)色圈的樣本確認(rèn)與海鮮市場(chǎng)無(wú)關(guān)(來(lái)源:郁文彬)
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)一位匿名教授評(píng)價(jià)說(shuō),這是一項(xiàng)基于現(xiàn)有新型冠狀病毒基因組序列的研究。理論上根據(jù)其變異的情況,是能夠溯源各個(gè)樣本之間的關(guān)系,到底是父子關(guān)系還是兄弟姐妹關(guān)系,到底復(fù)制了多少代。那么就可以*終追溯出*早的新冠病毒從哪里來(lái)。當(dāng)然這里有一個(gè)假設(shè)是病毒是從動(dòng)物傳播到人。
在華南海鮮市場(chǎng)之外發(fā)現(xiàn)單倍型 H3 也就意味著,H3 攜帶者傳染了去華南海鮮市場(chǎng)的人,結(jié)果將人流擁擠的華南海鮮市場(chǎng)變成了病毒傳播爆發(fā)點(diǎn)。
他認(rèn)為,溯源很重要,這個(gè)研究是通過(guò)大數(shù)據(jù)分析的,非常有意義。*核心的調(diào)查是*早感染新冠病毒的那幾個(gè)人,這尤其需要醫(yī)院配合,但是醫(yī)院可能現(xiàn)在沒(méi)心思、沒(méi)精力來(lái)做這件事,那些醫(yī)生可能也沒(méi)有進(jìn)化基因組學(xué)的背景,所以他們也可能沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這件事的價(jià)值。
他說(shuō),至于這個(gè)*原始的攜帶者,也就是“零號(hào)病人”,可能是接觸蝙蝠的人。理論上還是能夠追溯的,即使零號(hào)病人已經(jīng)去世,在某個(gè)醫(yī)院應(yīng)該還保留了他的血液樣本。
郁文彬認(rèn)為,*原始的單倍型不太可能存在現(xiàn)在的患者身上,因?yàn)椴《镜淖儺愄?。他們現(xiàn)在能拿到的數(shù)據(jù)已經(jīng)是*早是 12 月 24 日,因?yàn)闆](méi)有早期的樣本就很難去溯源,“我們猜測(cè)國(guó)內(nèi)醫(yī)院可能沒(méi)有保存早期患者的組織材料,當(dāng)然我們非常希望有早期的樣品存在”。
郁文彬表示,這個(gè)研究有個(gè)不足,那就是 93 個(gè)樣本中,武漢樣本主要是早期的,如果有更多武漢樣本進(jìn)行基因組測(cè)序的話(huà),可能在溯源方面可以找到更多的證據(jù),比如說(shuō)找到 H13 和 H38 單倍型,可能可以幫助找到病毒來(lái)源。
一個(gè)好消息
郁文彬說(shuō),這項(xiàng)研究主旨是分析整個(gè)新冠病毒基因組的變異情況,以及弄清楚新冠病毒傳播式樣,基于傳播和擴(kuò)散的分析,為尋找病毒來(lái)源提供基因上的證據(jù)。
研究人員發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒基因組沒(méi)有發(fā)生重組事件,93 個(gè)基因組之間有 120 核苷酸發(fā)生了突變(0.41% 序列長(zhǎng)度),并均勻分散在 10 個(gè)編碼區(qū)。120 個(gè)突變的核苷酸關(guān)聯(lián)了 119 個(gè)氨基酸密碼子,其中 79 個(gè)密碼子(65.83%)改變了氨基酸類(lèi)型,并有 42 個(gè)(53.17%)氨基酸理化性質(zhì)都被改變。
“新冠病毒基因組尚未發(fā)生重組事件”的結(jié)論是一個(gè)好消息,也就是說(shuō)不會(huì)產(chǎn)生新的全新的病毒毒株。
研究的另一個(gè)結(jié)論是,新冠病毒在 2 月 12 日之前發(fā)生過(guò) 2 次明顯的種群擴(kuò)張。
根據(jù)新型冠狀病毒基因組發(fā)生重組時(shí)間推算,1 月之前的種群擴(kuò)張發(fā)生時(shí)間是 12 月 8 日,那么病毒可能在 12 月初,甚至 11 月下旬即已經(jīng)開(kāi)始有人際傳播,隨后在華南海鮮市場(chǎng)加快了人際傳播。
研究推算 2 月份之前的種群擴(kuò)張時(shí)間在 1 月 6 日,這個(gè)可能與元旦假期有關(guān)聯(lián)。需要指出,此時(shí)國(guó)家疾控中心發(fā)布了 2 級(jí)應(yīng)急響應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,當(dāng)時(shí)的預(yù)警起到了一些警示作用,公眾活動(dòng)和出行都有所減少。如果當(dāng)時(shí)的警示能引起大眾更廣泛的重視,那么 1 月份中下旬向全國(guó)和全球蔓延的病例會(huì)有所降低。
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