孫滔
新冠病毒的單倍型網(wǎng)絡(luò)。藍色代表 L 亞型,紅色代表 S 亞型。橙色箭頭表示 L 亞型是從 S 亞型演變而來的
《國家科學(xué)評論》(NSR)發(fā)表題為《關(guān)于 SARS-CoV-2 的起源和持續(xù)進化》研究稱,新冠病毒已經(jīng)演化出 L 和 S 兩個亞型,并且這兩種亞型的傳播能力、致病嚴重程度或許存在明顯區(qū)別。
研究發(fā)布后,媒體紛紛以 “新冠病毒已突變?yōu)?2 個亞型” 等字眼報道,似乎新冠病毒已經(jīng)突變產(chǎn)生了新的威脅。事實上,病毒突變符合正常流行病學(xué)規(guī)律,目前研究也沒有發(fā)現(xiàn)病毒產(chǎn)生重組,那么就不應(yīng)該引起人們無端恐慌?!秶铱茖W(xué)評論》發(fā)表的這項研究是一個針對基因分型的研究,并沒有確證新冠病毒產(chǎn)生了功能的分型,對其傳染力和毒性的比較也只是猜測。
經(jīng)多方了解發(fā)現(xiàn),對于一個 3 萬堿基對大小的 RNA 病毒來說,數(shù)月來的大規(guī)模傳播過程中累積產(chǎn)生 149 個突變并非意外。相反,業(yè)內(nèi)認為新冠病毒還是比較穩(wěn)定的。
突變對于病毒來說是“家常便飯”,尤其是對于新冠病毒這類 RNA 病毒更是如此。新冠病毒在宿主中快速復(fù)制、傳播過程中,隨機突變(即拷貝 RNA 時的錯誤)會在基因組中累積。這種隨機突變可以幫助追蹤病原體的傳播,并了解其傳播途徑和動態(tài)。
《國家科學(xué)評論》論文的通訊作者系北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物信息中心陸劍研究員與中國科學(xué)院上海巴斯德研究所崔杰研究員。他們分析了公共數(shù)據(jù)庫里的 103 個新冠病毒基因組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)這些病毒株一共存在 149 個突變位點,且多數(shù)突變在近期發(fā)生。
研究人員依據(jù)病毒 RNA 基因組的第 28144 位點將這些基因組數(shù)據(jù)分為 2 個組,L 亞型是 T 堿基(對應(yīng)亮氨酸,Leu),S 亞型是 C 堿基(對應(yīng)絲氨酸,Ser)。并得出 S 亞型新冠病毒與蝙蝠來源的冠狀病毒在進化樹上更接近,即 S 亞型相對更古老的結(jié)論。
作者表示,相對于 S 亞型,L 亞型更具毒性,傳染力更強。論文稱,這個推斷將有助于新冠肺炎的差異化的治療和防控。復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院姜寧博士表示,這個研究只是針對基因組上的突變分型,要說 2 個亞型在功能上有區(qū)別的話,至少現(xiàn)在是證據(jù)不足的,還需要進一步的功能驗證。因為這種區(qū)別是很多原因造成的,單純從目前的證據(jù)得不出 2 個亞型傳染力強弱區(qū)分的結(jié)論。
對于新冠病毒這類 RNA 病毒來說,最需要關(guān)注的特性就是傳染力和毒性,目前還沒有看到兩者發(fā)生了質(zhì)的突變。姜寧表示,2 個亞型的比較只是一個猜測,需要實驗來驗證,要知道生物信息學(xué)的分析都需要實驗來驗證。但是這個推測是有意義的,應(yīng)該引起注意或者引起重視。
中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園郁文彬等人的論文將 93 份樣本基因組數(shù)據(jù)分為 ABCDE 等 5 個組。其中 A、B 組對應(yīng)《國家科學(xué)評論》論文中的 S 亞型,C、D、E 對應(yīng)《國家科學(xué)評論》論文中的 L 亞型
論文顯示,從武漢分離出的 27 種病毒中,有 26 種(96.3%)為 L 亞型,只有 1 種(3.7%)為 S 亞型。但是,在武漢以外地區(qū)分離出的其他 73 種病毒中,L 亞型為 45 種(61.6%),S 亞型為 28 種(38.4%)。 L 亞型在武漢暴發(fā)的早期階段更為普遍,作為祖先型的 S 亞型幾乎完全被 L 亞型取代,而 L 亞型的發(fā)生頻率在 2020 年 1 月初后有所下降,隨著時間推移,S 亞型又逐漸上升。
作者認為,人為干預(yù)可能對 L 亞型施加了更大的選擇性壓力,使其傳染能力更強,復(fù)制速度更快。另一方面,隨著醫(yī)療和隔離措施的加強,L 亞型的負選擇壓力變大,S 亞型選擇壓力變?nèi)?,所?S 亞型頻率逐漸上升。對于病毒不同亞型與其致病性的關(guān)系,作者表示本可通過把基因組數(shù)據(jù)和病例結(jié)合起來分析,從而加強證據(jù)等級。但由于無法得到患者資料,也就無法得到更多基因組數(shù)據(jù)。
據(jù)了解,中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園郁文彬等人的論文(下稱 ChinaXiv 論文)正在同行評議中。ChinaXiv 論文和《國家科學(xué)評論》論文有相似之處。其一,都是依據(jù)目前公開的新冠病毒基因組數(shù)據(jù)庫。只是前者用了 93 份樣本,后者用了 103 份樣本。其二,都對基因組樣本進行了基因分型。前者關(guān)注的是新冠病毒的傳播特性,分為 ABCDE 等 5 個組;后者依據(jù)突變位點將樣本分為 2 個組。
有學(xué)者指出,兩個研究在確定古老基因型的方法和數(shù)據(jù)上差別不大,差異在于研究的目標。ChinaXiv 論文的硬傷在于將新冠病毒溯源作為目標之一,而目前武漢新冠病毒樣本的缺陷很容易導(dǎo)致結(jié)論偏倚。因為最大疫情暴發(fā)地的武漢病毒樣本數(shù)據(jù)太少,而確診病例少得多的其他國家和省份卻數(shù)據(jù)更多。而《國家科學(xué)評論》論文并沒有將新冠病毒溯源作為研究目標,這就讓它避免了有關(guān)樣本缺陷導(dǎo)致的批評。
在《國家科學(xué)評論》論文中提到,2020 年 1 月 7 日之前分離出的 26 個樣本全部來自武漢,而 2020 年 1 月 7 日以來收集的 74 個樣本中,只有一個來自武漢,33 個來自中國其他地方,40 個來自中國以外的患者。值得注意的是,這里的樣本只有100個,是因為有2個樣本不符合兩個亞型分類而未計入,另有一個患者的樣本同時具備L和S兩個亞型。這與 ChinaXiv 論文的樣本分析接近?!秶铱茖W(xué)評論》論文作者也表示,103 個病毒株基因組數(shù)據(jù)量較少,后續(xù)工作需要擴大樣本量,以驗證這些結(jié)論或推測。
有學(xué)者指出,ChinaXiv 論文和《國家科學(xué)評論》論文用的分析方法是傳統(tǒng)的植物系統(tǒng)進化和分類研究方法,或者是基因組比較大的樣本研究,而這些研究的基因組大小和新冠病毒不是一個等級的。這樣的話,“這個進化分析結(jié)果的穩(wěn)健性是值得進一步分析確認的”。(摘自美《深科技》)(編輯/小文)