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源自国外?新冠病毒溯源深陷迷雾

科普小知识2022-07-16 11:41:37
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2月27日,国家卫生委员会高级专家组组长钟南山在新闻发布会上说,疫情首先出现在中国,不一定起源于中国。

与此同时,最新的研究表明,除了蛇、穿山甲和水貂,乌龟也可能是新冠状病毒的潜在中间宿主。

在追踪新冠状病毒的来源方面取得了新的进展。然而,它从何而来?如何接触人类?为什么是武汉?这些问题都没有答案,病毒的来源仍处于迷雾之中。

起点:打开蝙蝠的潘多拉盒子

2019年12月31日,武汉市卫生委员会发布通知,确认已发现27例与华南海鲜城相关的病毒性肺炎病例。不久之后,病原体检测结果显示,这些病例源自一种未知的“新型冠状病毒”。

病原体的鉴定敲响了追查“嫌疑犯”的号角。科学家追踪的第一件事是病毒蝙蝠的起点。2020年1月23日,中科院武汉病毒研究所的石团队在网上发表了一篇关于BioRxiv的论文,指出蝙蝠是最有可能携带新冠状病毒的野生动物。2月3日,这篇文章在《自然》杂志上发表。

研究小组发现,与以前在云南菊头蝠上检测到的蝙蝠冠状病毒鼠13相比,这种新的冠状病毒在整个基因组中的一致性为96.2%,与非典冠状病毒的一致性为79.5%。同时,新的冠状病毒通过与人体内广泛分布的蛋白ACE2结合进入细胞,这与当年非典病毒的“常规”完全相同。[1]

这为天然水库提供了强有力的证据,在那里蝙蝠是新的冠状病毒,并已被科学界广泛认可。

争议也存在。新的冠状病毒能直接从蝙蝠传染给人类吗?1月31日,华盛顿大学的生物信息学专家特雷弗·贝德福德在接受《科学》采访时指出:“鼠13序列与新的冠状病毒有近1100个核苷酸的不同。”基于此,专家认为这意味着它仍然有一个或多个从蝙蝠到人类的中间宿主。

然而,根据第一财经公司2月24日的一份报告,位于华盛顿的美国微生物研究所所长理查德·埃布莱特认为,从蝙蝠病毒到人类感染的新型冠状病毒,可能不需要中间宿主。

石团队于2018年2月在《病毒学》(病毒学:英文版)上发表的一项实证研究也证明了这一点。根据该论文,218名云南居民中有6人被检测出与非典相关的冠状病毒呈阳性。排除其他可能的因素,这项研究首次提供了蝙蝠非典相关冠状病毒可能感染人类的血清学证据。[2]

打开蝙蝠的潘多拉盒子后,有没有中间宿主,谁扮演中间宿主的角色?

中间宿主:薛定谔的穿山甲

继SARS冠状病毒和MERS冠状病毒之后,这种新的冠状病毒是几十年来人类第三次跨物种感染人畜共患冠状病毒。过去的两次经验表明,识别中间主机并不容易。

从蛇和水貂到穿山甲和乌龟,新冠状病毒的中间宿主就像薛定谔的猫。穿山甲是新冠状病毒最可疑的中间宿主。

2月7日,华南农业大学召开新闻发布会,宣布在穿山甲鳞片中发现β-冠状病毒序列,与目前感染人类的病毒序列有99%的相似性,表明它是一种潜在的中间宿主。[3]

研究小组提交的预印论文显示,在全基因组水平上,穿山甲冠状病毒和人类新冠状病毒的所有基因的同源性为90%。[4]作者将这种差异解释为“生物信息学小组和研究实验室之间令人尴尬的沟通失误”。[5]

该论文最令人兴奋的结论是穿山甲冠状病毒和新冠状病毒在最关键的尖峰蛋白受体结合域只有一个氨基酸差异。

学术界怀疑穿山甲样品的来源至关重要。“尚不清楚宏基因组样本是来自繁殖地还是野生环境。如果1000只穿山甲样本来自一个特殊的群体,它们就不具有代表性。”中国科学院动物研究所的研究员蒋志刚告诉《中国科学日报》。[7]

2月21日,香港大学关彝教授的团队提交的一份预印论文证实了这一结论。他们在走私的穿山甲鳞片组织样本中发现了冠状病毒。受体结合域的氨基酸序列与人类新冠状病毒的氨基酸序列相似度为97.4%。[6]

另一项研究得出了非常不同的结论。广东生物资源应用研究所教授陈金平对该团队进行了分析。虽然穿山甲冠状病毒与新冠状病毒和蝙蝠冠状病毒有遗传相关性,但我们不知道穿山甲携带冠状病毒的人畜共患病情况,因此我们不能直接证明穿山甲是新冠状病毒的中间宿主。[8]

早些时候,陈金平的团队在《病毒》杂志上发表了一篇论文,揭示了另一批走私的马来穿山甲感染了冠状病毒。[9]

美国贝勒医学院的乔·彼得西诺的研究小组得出结论,新的冠状病毒在穗蛋白的受体结合区与穿山甲冠状病毒最相似,在整个基因组水平上也与蝙蝠冠状病毒鼠13最相似。“这表明,在新冠状病毒的进化过程中,发生了不止一次重组,穿山甲只是其中的一部分。”该团队在2月13日发表在BioRxiv上的一篇论文中说道。[10]

2月26日,湖北医学院附属人民医院刘龙联课题组等在《医学病毒学杂志》上发表论文,指出利用冠状病毒刺突蛋白和宿主血管紧张素转换酶2受体的组成和差异,预测龟(西方龟、绿海龟和中国甲鱼)也可能成为新冠状病毒向人类传播的潜在中间宿主。[11]

中山大学医学院院长郭德银在接受《中国科学日报》采访时表示:“尽管科学很难证明新的冠状病毒是从自然界的某个宿主到中间宿主,再到人类,但它可以用确凿的证据和完整的逻辑来形成一个证据链来证实这些结果。”

攻击人类:海鲜市场疑云待解

当这种新的冠状病毒从野生动物进入人类时,它发生了什么?又是在哪里发生的?

分子微生物学研究是回答基本科学问题的重要方法。2月21日,西湖大学的研究人员用冷冻电子显微镜发现,新冠状病毒的尖峰蛋白像一座桥一样横跨在血管紧张素转换酶2的表面,并用病毒的一只手紧紧抓住血管紧张素转换酶2。[12]

与此同时,基于测序结果的共识是,病毒一次进入人体,然后在人群中传播。

中国的一位病毒学家告诉《中国科学报》:“目前传播的病毒源于同一个‘祖先’,传播途径可能是病毒意外地从动物传播到特定的人,发生变异,然后开始在人与人之间传播。因此,如果我们能找到第一个被感染的‘零号病人’,就能找到病毒的来源。”

流行病学家参与了寻找“零病人”的任务。当然,对他们来说更重要的是“指数案例”,它指的是可以观察到的第一个案例。

随着早期案例一个接一个地被披露,搜索目标是华南海鲜市场。《中国新闻周刊》在采访武汉市中心医院急诊部主任艾芬时提到,2019年12月18日,该医院接待了第一位为华南海鲜市场接生的病人。2019年12月27日,“第一个报告疫情的人”张继先报告了第一批4名患者,其中包括华南海鲜市场的一名商人。

据中国疾病预防控制中心1月26日报道,来自中国南方海产品市场的585份环境样品中,有33份含有新型冠状病毒核酸。[13]

然而,也有越来越多的证据表明先前的猜测可能是错误的。根据武汉金印滩医院副院长黄1月24日在《柳叶刀》上发表的一篇论文,41例病例中仅有27例暴露于海产品市场。特别是,2019年12月1日发病的第一名患者没有接触海鲜市场的历史,12月10日发病的三名患者中有两名也与海鲜市场无关。[14]

2月26日,《武汉邮报》微博宣布,陈某是武汉第一位新诊断肺炎患者,发病日期为2019年12月8日,否认去过华南海鲜市场。

在疫情早期,海鲜市场只是起到了“火上浇油”的作用。2月20日,中国科学院西双版纳热带植物园发布的研究为这一结论提供了数据支持。

本研究分析了现有数据库中93个病毒样本的58个单倍型,以了解不同病毒样本的进化。结果表明,与蝙蝠冠状病毒密切相关的“祖先”与华南海产品市场的“孙辈”无关。据此,研究人员得出结论,中国南方海产品市场的新冠状病毒是从其他地方引入的,然后在市场上迅速传播。[15]

从蝙蝠到穿山甲,再到华南海产品市场,新冠状病毒的来源和传播途径仍不确定。所有的假设和推论都需要时间和研究来证实。