新型冠状病毒传染的源头到底是哪里?这个源头这么难找吗?

作为一个志在生物科普的自媒体,我们既希望能尽早把和新型冠状病毒相关的信息早日告诉你们,但也希望能把一些我们原本就很关注的,生物科研相关的内容告诉你们。 #
因而这儿整理了病毒爆发以来的一些报导文献和报告,来告诉你们:不仅医疗工作者,科研工作者也在努力鏖战,并取得了一定的成果。也希望能安抚你们心里对新型冠状病毒的紧张感。 #
我们尽可能地跟进相关的研究,给你们梳理两个月来的关于病毒追溯的研究进展。 #
我们先来瞧瞧,新型冠状病毒传染的源头究竟是哪儿?这个源头那么难找吗?
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蝙蝠是幕后大boss吗?
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假如问传染源的植物是哪些,好几个答案可能会在你脑海里冒下来:蝙蝠,尤其是中华菊头蝠,似乎还有说是中华马蹄蝠?还有说法是蛇吃了蝙蝠,人又吃了蛇等等……
觉得答案十分混乱呢,不过其实和蝙蝠脱离不了关系。 #
最开始是通过基因测序获得了病毒的全基因组,然后再和已知的冠状病毒比对,发觉最相像的冠状病毒来自于可以寄生于蝙蝠的一种,相像度在88%左右[1]。而SARS的相像度比80%还要低。
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这就似乎一个找碴游戏,新型冠状病毒这幅画,和这个病毒有几十个不同,和哪个有十几个不同,而和最像的可能只有八九个不同。
这么她们长得既然很像,也就有很相像的表型,因而也可能都是来自蝙蝠的。
但88%的相像似乎一直隔著很远的距离,举个事例,人和黑猩猩基因组的相像性是98%-99%,这么新型冠状病毒和这个病毒还是差得有点远的。(不过这只是一个特别浅显的比较,人的基因组相比于病毒十分庞大,所以这个比较似乎不太确切)
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中科院国家基因组科学数据中心发布的整合了各个数据库的新型冠状病毒资料库,包含了各类相关信息和基因组信息(目前更新到35个)(点击图片阅读相关报导)
而病毒研究所的石正丽老师却给这个找碴游戏提供了更好的选择[2]。 #
她们团队提供了和新型冠状病毒只有一两个不同的找碴结果,这个结果指向了一种中华菊头蝠里的冠状病毒,相像度高达96%。不仅基因组上的找碴,她们还通过血浆学、电子显微镜观察、受体结合情况等等检验,确定了这是目前最接近正确答案的一个结果。 #
同时她们还借助了细胞以及转到ACE2蛋白的大鼠作为癌症模型来感染病毒新型冠状病毒传染,进一步确认了这些新型病毒的感染形式——极大可能是通过结合人的ACE2蛋白实现的感染。
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电镜下被感染的细胞(点击图片阅读相关报导) #
而之前在丁香大夫的疫情公告里出现过的中华马蹄蝠,则是名子的混淆造成的:中华菊头蝠的中文名是bat,译音就成了中华马蹄蝠[3]。
然而中国分类学上的命名是中华菊头蝠,为了防止混淆,如今疫情公告上的名称也改过来了。
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中华菊头蝠(不是马蹄也不是菊花哦,图源水印)
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莫非是直接吃蝙蝠传染的吗?
再说回刚才讨论的传染源。
蝙蝠本身由于独特的免疫系统,能携带多种病毒但仍能正常存活,而蝙蝠携带的病毒常常较难直接传播到人身上,并且之前爆发的SARS和MERS病毒则是来始于中间寄主,果子狸和骆驼。 #
所谓中间寄主,可以理解为,蝙蝠脸上带着的病毒先是传染给了果子狸或骆驼,之后人吃了未煮沸的果子狸骆驼,或则可能繁殖过程中接触、划伤,亦或则其他例如空气传播的形式,造成了最终人的感染。
那新型冠状病毒的中间寄主是哪些呢? #
2003年关于SARS源头的研究是从果子狸一步步推向蝙蝠的,这儿也推荐你们可以瞧瞧石正丽老师关于这个研究的科普(图源:一席,点击图片可以见到相关视频) #
最早的说法是,可能来自蛇[4]。并且这个却不是相对靠谱的找碴比较的方式,有点像是一种推理:病毒自身不能存活,是要寄生在生物体内的。这么哪些样的生物最适宜病毒生存呢?研究者运用密码子偏好性来研究。 #
为了便捷我们还是举个事例吧。我们晓得蛋白的翻译过程须要“搬运工”(tRNA)辨识三个核苷酸,而我们有ATCG四种核苷酸,这就有4x4x4总共64种搬运工。 #
那些搬运工在每位植物上面都差不多,也基本都是64种,这64种搬运工则须要分工搬运20种多肽,这时不同动物体内就出现不同意见了。 #
有的鸟类对于这个多肽比较喜欢搬运工小李,但别的鸟类比较喜欢搬运工小张,这儿就有了差别。 #
而病毒在宿主体外翻译蛋白也须要搬运工,这么就开始找哪些植物的搬运工和病毒比较像呢?
最后研究者找到了蛇。
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相关的那篇研究报导
方式乍看上去很靠谱,但很快引发了人们的指责[5]: #
一是对于不同植物有的只研究了几万个搬运工,有的研究了几千万个,这似乎“不公正”,得下来的结果欠缺确切。
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另一个则是,当你用SARS、MERS或则其他蝙蝠寄主的病毒去进行这个推理的话,最后的结果也是蛇。 #
其实我们不能只关注于“搬运工”,可能还须要考虑好多的诱因再来推理。这个方式看样子不太可靠。 #
知识分子文章对蛇作为中间寄主的指责(点击图片阅读相关报导)
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另一个研究方式则把目标指向了另一种可能的鸟类——水貂[6]。 #
这个则是按照已有的数据库信息作为训练集,借助深度学习的方式,模拟出了病毒可能的感染形式和感染能力,然后再对比发觉,貂皮可能是中间寄主。 #
深度学习的预测方式考虑的可能更全面,而且中间的过程都被忽视了,可能只能模拟出感染的可能性。 #
而这个预测结果是否确切,我觉得还须要有实地考察的检验能够晓得。 #
其实当初追溯找到果子狸的管轶老师去了北京说相关的检验未能展开[7],并且从目前中国疾控中心的消息看,研究者早已在华北河鲜城市场监测到了阴性样本[8],找到上去应当是中间寄主应当是指日可待。
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直至2月上旬,管轶院士、华南农业学院先后发布了文章,通过查捕的非法贩运穿山甲,她们测量到了上面富含冠状病毒,通过分离病毒和剖析病毒序列,发觉病毒整体相像性在90-93%左右,受体结合的关键区域相像性在99%。
穿山甲成为了重要的潜在关键寄主。 #
我们关于这一研究的专门写了专栏文章,欢迎查看。 #
但事情似乎没有这么简单
1月24日发布在医学刊物《柳叶刀》上的关于最早的41个患者的描述[9],出现了一些变化:之前仍然说的重病者都来自于华北河鲜城,并且最早有三个患者,都没有接触过河鲜城。 #
而这41个人中,有13个人和海虾城没有关系。 #
据悉最早的病例从12.8弄成了12.1左右就有了,图中红色表示未接触河鲜城,白色表示接触了河鲜城(图源:HuangC,etal.)
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这可能说明,华北河鲜城并不是新型冠状病毒的真正来源[10]。 #
而另外有一项时间预测的剖析[11],研究者结合了目前发布的27个基因组,运用分子进化软件BEAST预测了这种病毒的最初先祖(themost,简称TMRCA)可能在哪些时侯出现。
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假如还是以找碴游戏作为一个比喻,我们通过找碴可以找到这27个图上面都各自有些哪些不同的地方,这么通过建立它们之间的关系,再结合上预测的改变速率,我们可以猜测这种不同是经过了多长时间变下来的。(实际的算法可以看参考资料[12])
直接看结果的话,预测的时间在10.1-12.22范围内,参考值是12.2左右。 #
这也进一步说明了预测的感染时间可能和第一例患者吻合,也可能还要再向前推前不少。 #
其中中位数值在12月2日,和报导的12月1日的第一例病例一定程度上的吻合
虽然这个结果也不是很出预料:
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2003年的SARS病毒最早是在11月中出现,直至12月15日才报告了第一例病例;
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而中东呼吸系统综合征MERS,最早的病例在2012年6月的一位俄罗斯病人出现,而溯源剖析却将传染源溯源到了4月份波黑的一次诊所脑炎爆发。 #
这样来看,新型冠状病毒出现的时间可能比现今晓得的还要早:要么可能是本身就早已在植物中存在了,在转运过程中步入了华北河鲜城;也可能是这位12.1报导的患者那样,有人感染了再步入到海虾城进一步地传染。
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这似乎给科学家提出了更大更复杂的困局。
另有可能?欠缺根据!
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在2月初中国人们还在为双黄连的事弄得一头雾水的时侯,另一边国内的生物预印本网站也炸开了锅:美国学者强调新型冠状病毒的插入片断和HIV相像。 #
并且当我打开文献看的时侯,却听到的是重重谜团。 #
先讲讲研究的思路,我们举过找碴的事例:研究者先是借助新病毒的基因组和SARS比对找碴,发觉和人结合的S蛋白这个区,新病毒有四个多下来的东西,然后把这四个不同和其他病毒比较找碴,发觉这四个不同和HIV的一模一样!
然而,文章并没有告诉我们他比对的其他结果,这四个不同的地方也很小(6-12个多肽)。文章旁边的评论也强调,她们用同样的方式,而且却能找到和蝙蝠的冠状病毒相像;
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文章旁边的评论之一,强调比对的结果不一定只有HIV。如今看文章的评论早已是炸开了锅(图源:)
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此外,和冠状病毒有20%的差异呢新型冠状病毒传染,那其他地方比了也是HIV嘛? #
另外我自己也试着找了一下茬,比较了一下其他植物的,发觉第一个不同起码有三十多个长得完全一样的,说不定这个片断是从中间寄主那插进去的呢?
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顺带一提,即使有好多论文,但都是未经过同行评议的,换句话说就是不一定靠谱,你只要留个联系方法写篇英语文章你可能也能发。所以这前面的文章不少推论不一定对的。
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另外,这篇文章的美国作者早已撤回文章更改。 #
官方也在网站特意标明,推论不具有可靠性(图源:)
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病毒的追溯剖析也有新进展
近日又有一些新的借助生物信息学与群体遗传学,从群体进化的角度剖析了新冠病毒的起源的文章。这儿做个简单概述也算是一个补充。 #
2月16日,有一篇发表在中国科大学科技论文预发布平台()的一篇还没有经过专家初审(peer)的文章,来自中国科大学大理温带动物园。也明晰标明了:不应被视为推论性的、指导临床实践/健康相关行为的信息,也不应作为既定事实在新闻媒体报导。
文章主要通过单倍型进行溯祖的研究。所谓单倍型,举个反例就挺好理解,我们中学生物学过的蚕豆有这样的基因型,这么单倍型就是指ABC这样的连锁的基因;这么显然就类似与我们和亚洲人、非洲人可能有不一样的地方,虽然我们和亚洲人、非洲人都可以理解为独立的单倍型,但都属于人类。首先理清这个概念,并不是说病毒变多了,虽然都是一种病毒,她们内部有一些差别很正常。 #
然后文章提及选定了网上已提交的96个数据,其中德国有13个,中国有54个,山东有22个。再通过不同的单倍型的比较,推测什么类型是比较早的“祖先”,什么类型是比较晚的“后辈”。发觉的单倍型关系简单列一下(从前往前是从早到晚): #
mv1→H13→H3→H1 #
mv1→H38→H3→H1
其中在四川发觉的都是H3或则H1,而H13在广州佛山的病例发觉,H38在英国的首例病人发觉。这时的媒体报导就炸了:病毒起源于印度的意思吗!
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但是事实并不是这么简单能够下定论的。
首先这是篇预印本文章,其结果、数据、结论都不应当被媒体报导,也不能被随便报导。这些不真实不确切的报导是对科学共同体探询出的合理衡量科学论文这一体系的一种蔑视:科学论文经过的同行评议初审十分严格,你报导说是就是了,那科学家岂不是随意都能当?
其次文章使用的数据样本比列也不对,四川感染者占全世界全部的80%,采样却只有22个,而日本、广东的采样出现H13和H38的都是初期的患者,其中俄罗斯的首例病人有明晰的北京旅居史(1月5日回上海探亲,15日回日本,19日住院),在广州感染到了比较早的H38型病毒,这也不奇怪。
文章作者也提及,下一步就是要找到上海本地的“祖先型”病毒,这样对病毒的追溯会有很大的帮助。
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简单来说,目前最可能的结果是:在云南形成了H38、H13的“祖先型”病毒,并被传播到了广州、美国等等地方,而广东内部的病毒发生了变化(文章提及了病毒经历过两次“转型”,强化了传播能力),更广泛的H1、H3型病毒出现了,也覆盖住了上海原先的“祖先型”病毒。
而从华北河鲜市场测量到的单倍型,显示病毒的起始可能并不只是华北河鲜市场,这一点我们回答上面本身也有提到,你们可以瞧瞧,这儿就不再多言。
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如今做个总结来回答题目的问题: #
这个病毒可能从中华菊头蝠中的某个冠状病毒开始出现,并逐步开始进化可以跨物种感染;
然后这个病毒被传播到某类中间寄主,较大可能是喂奶植物,而不是蛇,说不定可能是貂皮,目前来看最大的可能是穿山甲,但穿山甲内的病毒的基因组和新冠相像性较低,这个过程可能发生了更复杂的遗传重组;
在以后这个植物可能被带到了华北河鲜城,或则在这之前先感染了某个或几个人,而这种人又去了华北河鲜城;
最后造成了前面你们看见的逐渐爆发,这个爆发目前来看经历了两次,但是病毒发生了一定的变化,可能在1月初提升了自身的传播能力,得已开始大范围传播。
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这个问题的逐渐解答能帮助疫情的进一步控制以及认识到怎样能够防止相关风波再度发生。 #
尽管看上去还有些模糊,不过值得高兴的是,相较于17年前,科学家们的速率更快了。 #
一个月内,我们早已进行了起码35个病例病毒的全基因组测序,并开发出确切高效的核苷酸试剂盒; #
同时也观察并分离出了新型冠状病毒,进一步确定了病支原体,并为后续的诊治方式、疫苗研制提供了基础。
而这种在17年前,从02年12月发觉到03年4月发觉,这经历将近5个月的时间。
相信科学家们,会努力朝着问题的真相不断努力! #
参考资料:
[1]2023新型冠状病毒信息库,国家基因组科学数据中心,/ncov
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[2]PengZ,Xing-LouYang,et.al.ofanovelwiththeinanditsbat.//10.1101/2023.01.22. #
[3]国家植物博物馆职工,微博 #
[4]WeiJi,WeiWang,etal.thespikeofthenewlymayboostcross‐fromsnaketohuman.of/10.1002/jmv.2568 #
[5]西周,指责:蛇是上海新型病毒的中间寄主吗?|西周专栏,知识分子,2023.1.23 #
[6]QianGuo,MoLi,et.al.HostandofWuhan2023novelusingdeep.//10.1101/2023.01.21.
[7]财新网,媒体专访SARS专家管轶:此次我担心了
[8]新华网,中国疾控中心在北京华北河鲜市场检出大量新型冠状病毒
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[9]HuangC,WangY,LiX,etal.ofwith2023novelinWuhan,China.The,2023.
[10]JonCohen.Wuhanmaynotbeofnovelvirus.,Jan.26,2023,11:25PM. #
[11].ClockandTMRCAbasedon27/t/clock-and-tmrca-based-on-27-/347 #
[12]MA,LemeyP,et.al.(2023)anddatausingBEAST1.10Virus4,.DOI:10.1093/ve/
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