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关于新冠疫情,我们能从病毒进化中学到什么?

科普小知识2021-09-27 08:14:51
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据国外媒体报道,达尔文的笔记本上有一个插图:几条线像丝绸一样从笔记本的中心延伸和交织,最后标有四个字母A、B、C和D。这幅画本身很简单,但它的含义非常深刻:这是一棵生命之树,线条代表血脉,连接着你、我、地球上的生物以及所有以前存在的生物。

进化树描述了写在遗传密码中的历史,并记录了可以追溯到古代的血管。只要你知道如何看待进化树,新冠状病毒的过去、现在和可能的未来都将写在纸上。目前,科学家们正在一点一点地揭示这种进化树的真相,在新技术的帮助下,他们可以以更低的价格和更快的速度破解病毒基因序列。因此,我们知道新冠状病毒进化树的速度将比过去任何传染病都快。现在的问题是:我们能理解它的速度快到足以限制病毒的传播吗?

早在疫情爆发之初,新冠状病毒的进化树就表明了问题的严重性。第一批病毒基因组的早期测序结果向我们揭示了一个重要的信息:与这种肺炎有关的病毒是人类的一种新病毒,其症状类似于流感、肺炎和普通感冒。从它的名字COVID-19可以看出它属于冠状病毒家族。然而,这种病毒以前从未感染过人类,这意味着我们对它的抵抗力非常有限,很难阻止它的传播。

此后不久,科学家们发现了另一条重要信息。世卫组织在其早期报告中指出,新的冠状病毒在从动物宿主向人类传播的过程中经历了多次跳跃,人与人之间的传播能力有限。然而,随着病毒基因组测序结果的进一步补充,新冠状病毒的进化树指向相反的方向。当研究人员将COVID-19的基因组与在蝙蝠、穿山甲和其他动物中发现的冠状病毒进行比较时,他们发现在这种流行病中收集的病毒集中在进化树的同一“分支”上。到目前为止,我们还不知道这次泄漏的病毒来源,但是从进化树可以看出,这种病毒很容易在人与人之间传播。现在我们对这一点有了深刻的理解。

当埃博拉和寨卡病毒在前几年爆发时,进化树可以揭示病毒在世界各地传播的规律,但有时在爆发后需要几个月甚至几年才能看到这些规律。这一次新的冠状病毒不是,它的传播速度比前两种病毒快得多。然而,科学研究的步伐也加快了很多。从1月到4月初,科学家们总共发布了2500多个COVID-19病毒基因组,这些基因组几乎可以实时跟踪病毒的传播和进化。

这些进展提高了利用病毒进化知识来逆转流行病进程的可能性。例如,在对已知病例的病毒基因测序后,研究人员意识到了无症状感染的严重性,这在核酸测试中是看不到的。在某种程度上,正是因为这些线索揭示了疫情的严重性,所以在核酸检测能力赶上之前,社会隔离措施可以很快引入。

目前,在严格的社会隔离政策时期,我们必须进行大规模的核酸检测,以了解病毒的传播范围和速度。随着探测范围的扩大和联系人跟踪能力的增强,我们也许能够更好地判断谁应该呆在家里,谁可以安全返回工作岗位。然而,未来的常规基因组测序可能为公共卫生反应提供指导。有一天,基因测序可以帮助我们了解病毒的传播链,也可以告诉我们当病毒密切接触并经过时的传播概率。此外,在社会隔离政策放松后,如果我们能够继续进行大规模的核酸检测,再加上基因组测序,我们也可以得到病毒是否会卷土重来的警告。

为了把这些可能性变成现实,我们需要采取各种英勇的措施。从负担过重的公共卫生机构到迅速扩大的病毒监测项目,复杂的生物信息分析应该与传统的流行病学相结合。但是我们不需要绝望。通过许多部门的合作,我们也许能够找到防止病毒传播的线索。这样,我们对进化的理解重塑了病毒的进化树。这些想法的确很大胆,但更奇怪的事情在过去的几个月里没有发生。让我们拭目以待。(树叶)