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          作者:李海鵬 潘逸萱 趙方慶 蘇枭 來源:科學網 發布時間:2020/2/12 15:48:10
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          科普:新型冠狀病毒源于自然 而非實驗室

           

          冬春交接之際,新型冠狀病毒(2019-nCoV,或COVID-19)引起的肺炎正以迅雷不及掩耳之勢威脅著人民的生命健康,迫使14億人一夜間繃緊了神經,采取了一系列的防控措施,比如戴口罩,勤洗手,少外出。每個人都在屏息關注病毒傳播速度和其所致死亡率,也在關心著戰鬥在疫情第一線的醫生和護士,關心著自己和親人的健康。在此新型冠狀病毒防控的緊要關頭,新型冠狀病毒系“實驗室人造病毒”的言論充斥著網絡,混肴視聽,讓人莫衷一是。然而,目前的研究發現,導致這一疫情的原因很可能是由于新型冠狀病毒悄悄地從蝙蝠經過中間宿主穿山甲傳播給人,進而引發了這場災難。

          通過對2月4日前國內外科學家發表的71篇新型冠狀病毒相關論文(中科院上海生命科學信息中心搜集)進行分析總結,綜合考慮穿山甲攜帶冠狀病毒的科學研究論文(Liu et al., 2019, Viruses),以及2月7日華南農業大學從穿山甲中分離出的和新型冠狀病毒相似度達99%的毒株的報道,總結出了新型冠狀病毒來自于自然界的這一科學結論。其中圖1清晰地說明了此次的新型冠狀病毒、SARS病毒、中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS病毒),與蝙蝠和中間宿主之間的關系。

          圖1、新型冠狀病毒,SARS病毒,中東呼吸綜合征冠狀病毒,蝙蝠和中間宿主的關系。結論來自于71篇最新的新型冠狀病毒相關的科學研究論文,穿山甲攜帶冠狀病毒的科學研究論文(Liu et al., 2019,Viruses),以及2月7日華南農業大學從穿山甲中分離出的、和新型冠狀病毒相似度達99%的毒株的報道(科學研究論文和數據待發表,所以標示爲待檢驗)。修改自自然-微生物學評論(Cui et al., 2019, Nature Review Microbiology),供圖:施怿、林欣。

          新型冠狀病毒和SARS病毒以及其它的冠狀病毒比較起來,究竟有什麽差別呢?其實,它們的基因結構幾乎一模一樣(圖2);這些病毒極簡潔又高效,幾乎沒有多余的序列,整個基因組均被編碼蛋白質的基因占據了。另外科學家們還發現,新型冠狀病毒和穿山甲攜帶的冠狀病毒(數據和文章待發表,仍需進一步檢驗)很可能進化關系最近,序列的差異僅爲1%;其次爲蝙蝠攜帶的冠狀病毒,序列的差異僅約爲4~11%;與SARS病毒的序列差異約爲30%。另外特別重要的是,我們比較了新型冠狀病毒和蝙蝠攜帶的冠狀病毒的基因組序列,發現這些序列差異散布在整個冠狀病毒的基因組中,並非聚集于某一區域(圖3)。這些均是新型冠狀病毒源于自然界的重要證據。

          圖2、新型冠狀病毒、蝙蝠攜帶的一種冠狀病毒、SARS病毒結構的比較,每個彩色方塊代表了一個編碼蛋白質的基因。修改自Wu et al., 2020, Nature。

          圖3、新型冠狀病毒與2013年發現的中菊頭蝠(Rhinolophusaffinis)中的冠狀病毒(RaTG13)序列相似性高達96%,豎直紅線代表兩者基因組中有差異的位點。序列比對采用NCBI BLAST程序。供圖:李軒、郝沛。

          另外在複旦大學的研究(Xiong et al., 2020, bioRxiv)中,科學家們比較了不同的新型冠狀病毒菌株,發現很可能從中間宿主傳染人的時間點發生在疾病大流行的前3~7個月。並且在多個獨立的研究中,多個研究組針對冠狀病毒不同基因片段進行的進化分析和序列比較分析,均檢測不到新型冠狀病毒基因組中人爲遺傳操作的痕迹。因此上述所有的分析,都說明新型冠狀病毒是自然進化與突變而來,可以完全否定“實驗室人造”新型冠狀病毒的論斷。

          那突如其來的“實驗室人造病毒”論源于何處呢?2月2日有九位印度學者在未經同行評議的預印本bioRxiv網站上公布了他們的論文,宣稱新型冠狀病毒的序列中存在艾滋病病毒的序列。許多人誤以爲這就是“實驗室人造病毒”的證據,並在自媒體上傳播消息。而事實上,這九位印度學者的分析存在很大的漏洞,他們忽略了來自其余病毒,尤其是冠狀病毒的同源序列,因此得出了錯誤的結論。在科學界的一片批評聲中,日前這九位印度作者已主動撤稿。

          網上傳言列舉的“實驗室人造病毒”的另一根據是,在新型冠狀病毒中,負責與人呼吸道上皮細胞受體ACE2結合的S-蛋白,有4個氨基酸被人爲改造。這一說法,其實歪曲了相關文章的科學結論。原文中的結果,是發現這4個位置的氨基酸,跟非典SARS冠狀病毒不一樣,而這其實正是病毒在自然界中進化的證據(Xu et al., 2020, SCIENCE CHINA Life Sciences)。國外同行們(Benvenuto et al.,2020,J Med Virol)也分析了在不同的地點(武漢,浙江,廣東等)取樣獲得的新型冠狀病毒的序列,發現序列也有不同。因此,這種新型冠狀病毒在不同毒株之間的序列差異,以及新型冠狀病毒與其余冠狀病毒之間的序列差異,其實就是病毒進化過程的具體表現,並非“人造病毒”。通過SARS病毒的故事我們早已知道,病毒的變異和進化,突破種屬屏障是病毒賴以生存和傳播的重要手段。

          另外需要說明的是,正是通過對自然界蝙蝠,果子狸和穿山甲身上的寄生病毒的多年考察研究,科學家們進一步認識到了大自然中的很多生物,攜帶了對人類危害極大的病原體,比如SARS病毒。也正因爲這些多年的基礎研究的積累,此次才能夠使科學家們快速地確定神秘肺炎的“元凶”--新型冠狀病毒,從而極大地幫助了臨床治療和防疫防控。

          國難當前,衆志成城,我們呼籲國民首要關注如何避免人傳人的病毒傳播,減少發病率和死亡率。同時希望科學界的有識之士多寫一些科普文章,給大家普及科學知識,提高全民的科學素養!

          本文作者:

          李海鵬研究員,中科院上海營養與健康研究所

          潘逸萱副研究員,華東師範大學

          趙方慶研究員,中科院北京生科院

          蘇枭研究員,中科院上海巴斯德研究所

          另外感謝許多同事的建議和幫助!

           
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