新冠病毒突變?yōu)椤案鼜?qiáng)”亞型？最新結(jié)論并不如此

防務(wù)

      新京報(bào)快訊（記者 李玉坤）《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》3月3日在線發(fā)布了北大生命科學(xué)院研究員陸劍等人的論文，媒體對(duì)此論文解讀稱，新冠病毒已經(jīng)突變，演化為兩個(gè)亞型，其中一個(gè)亞型“傳染性”更強(qiáng)（aggressive）。
1 K- a8 G' V( p0 F, l  R4 H2 p      3月11日晚，記者發(fā)現(xiàn)陸劍等人已經(jīng)重新提交了手稿，在文末解釋稱，“aggressive”（具有侵略性）用詞具有誤導(dǎo)性，他們沒(méi)有關(guān)于病毒致病性的結(jié)論。
新冠病毒變異后會(huì)更有“侵略性”？
      論文作者補(bǔ)充聲明
5 y, e0 o: ~/ |( K2 e      陸劍等人研究了103個(gè)新冠病毒基因組發(fā)現(xiàn)，由于一個(gè)蛋白編碼位點(diǎn)的突變產(chǎn)生的差別，將新冠病毒毒株清晰分為兩組，被媒體稱為“亞型”。但有學(xué)者認(rèn)為，目前變異造成的差異不足以叫“亞型”，叫“分枝”（clade）比較合適。
$ n) h/ g1 n$ l' \: u      陸劍等人在重新提交的論文中，做了補(bǔ)充性聲明：
4 {9 {* ^2 _- i. f0 K      “在我們最近發(fā)表的文章，分析結(jié)果顯示，103個(gè)SARS-CoV-2病毒基因組存在兩種不同的譜系；分別稱之為‘L’和‘S’譜系。我們用來(lái)定義L和S譜系的氨基酸位點(diǎn)位于ORF8（開(kāi)放閱讀框8。所謂開(kāi)放閱讀框是指是DNA序列中具有編碼蛋白質(zhì)潛能的序列——記者注。）基因，這個(gè)基因還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有任何已知的重要功能?；凇甃’譜系的頻率高于譜系S的發(fā)現(xiàn)，我們將L譜系描述為‘a(chǎn)ggressive’（具有侵略性）。我們現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到，在本研究闡述的內(nèi)容中，‘侵略性’一詞會(huì)具有誤導(dǎo)性，應(yīng)該用更精確的術(shù)語(yǔ)‘更高的頻率’代替。簡(jiǎn)而言之，盡管我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)譜系自然并存，但我們沒(méi)有提供任何證據(jù)支持關(guān)于SARS-CoV-2毒力或致病性的任何流行病學(xué)結(jié)論。因此，我們將在本文的印刷版本中進(jìn)行更正，以避免產(chǎn)生誤導(dǎo)?！?/font>
      在此前的報(bào)道中，媒體多用“亞型”這一表述。從聲明中可以看出，陸劍等人并不認(rèn)為突變產(chǎn)生了兩個(gè)“亞型”，而是用了“譜系”這一說(shuō)法。
2 u# p% P* W% a" t/ g  `      在論文剛公布的時(shí)候，媒體報(bào)道，“新變異出的L亞型更具傳染性”。對(duì)于這個(gè)觀點(diǎn)，陸劍等人做了重點(diǎn)更正，認(rèn)為此前用詞具有誤導(dǎo)性。
      新冠病毒有多愛(ài)突變？
      已記錄481個(gè)變異
      湖北省疾控中心衛(wèi)生檢測(cè)檢驗(yàn)研究所流感參比實(shí)驗(yàn)室主任劉琳琳等人在另一篇論文中提到，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，新冠病毒的基因組大小從29,409bp到29,911bp不等，包括183個(gè)可變位點(diǎn)。
+ S2 a: l) I$ o+ K3 _1 ?" L* g8 ^+ v      記者發(fā)現(xiàn)，截至3月12日5時(shí)，國(guó)家生物信息中心2019新型冠狀病毒信息庫(kù)中已經(jīng)記錄了482個(gè)新冠病毒的變異。
新型冠狀病毒信息庫(kù)記錄4種變異類型，分別是SNP（單核苷酸多性態(tài)，就是單個(gè)堿基的改變）、deletation（缺失，一個(gè)或者多個(gè)核苷酸丟失）、insertion（插入，多了一個(gè)或多個(gè)核苷酸）、indel（插入或缺失）。其中SNP最多，有461條。其次是deletation，有20條。因?yàn)樾鹿诓《臼荝NA單鏈，這種病毒SNP變異特別常見(jiàn)。


      新冠病毒各基因的變異情況。
( ?2 e$ H: Y" V! c7 t1 [      陸劍等人用來(lái)定義L和S譜系的氨基酸位點(diǎn)位于ORF8（開(kāi)放閱讀框8）。從新型冠狀病毒信息庫(kù)的數(shù)據(jù)來(lái)看，ORF8的變異不是最多的。并且，陸劍等人表示這個(gè)基因還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有任何已知的重要功能。
8 o# [5 l- h& c- v* n# ^- S- ], `/ ?      記者了解到，S基因具有重要功能，這個(gè)基因用來(lái)生產(chǎn)S蛋白（spikeprotein，翻譯為棘突蛋白、長(zhǎng)釘?shù)鞍?、穗蛋白），棘突蛋白?huì)和病毒宿主細(xì)胞受體ACE2結(jié)合，使得病毒能夠侵入到細(xì)胞內(nèi)。
      在S基因中，有一處重要突變一直是各國(guó)科學(xué)家研究的重點(diǎn)。南開(kāi)大學(xué)高山等人發(fā)現(xiàn)，新冠病毒的受體結(jié)合基序中多了一個(gè)Furin蛋白酶切位點(diǎn)，這在蝙蝠冠狀病毒和穿山甲冠狀病毒中都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。不同于SARS等其他大部分Beta冠狀病毒，這個(gè)變異使得新冠病毒可能采用了HIV等其他病毒的類似的包裝機(jī)制，它的棘突蛋白獲得了更高的侵染細(xì)胞的效率，更具感染性。
      兩個(gè)譜系有何差別？
1 Z, g9 R# L- X; b      L型由S型衍化而來(lái)
      陸劍等人用完全連鎖的SNP區(qū)分了新冠病毒的兩種譜系，在103株新冠病毒病毒株中，有101株表現(xiàn)出兩個(gè)SNP之間的完全連鎖：72株表現(xiàn)出“CT”單倍型（定義為“L”型，因?yàn)槭橇涟彼岬拿艽a子），29株在這兩個(gè)位點(diǎn)表現(xiàn)出“TC”單倍型（定義為“S”型，因?yàn)槭墙z氨酸的密碼子）。由此可見(jiàn)，L為主要類型（占70％），S為次要類型（占30％）。
      他們將新冠病毒和其他高度相關(guān)的病毒基因組比對(duì)，發(fā)現(xiàn)S譜系的核苷酸與最密切相關(guān)的病毒的同源位點(diǎn)相同，L型比S型更多，但S型實(shí)際上更“老”。不過(guò)，盡管L型是從古代S型新進(jìn)化而來(lái)的，但它在人類群體中的傳播或復(fù)制速度更快，從而導(dǎo)致其積累的突變比S型更多。
      從武漢分離出的27種病毒中，有26種（96.3％）為L(zhǎng)型，只有1種（3.7％）為S型。但是，在武漢以外地區(qū)分離出的其他73種病毒中，L型為45種（61.6％），S型為28種（38.4％）。這種比較表明，L型在武漢比其他地方普遍得多。
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      新冠病毒分化的兩個(gè)譜系。
      劉琳琳等人做的研究，也顯示出了類似的進(jìn)化和分布關(guān)系。
      他們通過(guò)分析146個(gè)基因組，發(fā)現(xiàn)了183個(gè)替換位點(diǎn)，將新冠病毒分為80個(gè)單倍型。其中，與其祖先單倍型相比，一個(gè)被稱為H3的單倍型及其衍生的單倍型數(shù)量很大，并在湖北（尤其武漢）廣泛分布。除中國(guó)外，其他15個(gè)國(guó)家提供的65個(gè)病毒樣本被分配給43個(gè)單倍型。其中，H3衍生出來(lái)的單倍型有27種，它的兩個(gè)祖先單倍型H14衍生的單倍型11種，H15衍生的單倍型3種。
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, Z+ D. |8 V* Y: U5 \. u- `      各單倍型之間的衍化關(guān)系。
9 Q' b$ d& A2 b( H% K      值得一提的是，陸劍等人發(fā)現(xiàn)，有兩個(gè)樣本包含了S和L兩種類型，這兩個(gè)樣本都來(lái)自國(guó)外——美國(guó)和澳大利亞。他們猜測(cè)，患者可能感染了至少兩種不同的新冠病毒。
% D5 a0 }: l2 L: \6 ?      直接來(lái)源到底是哪種動(dòng)物？
      穿山甲不太可能
3 }' I  |5 T/ q! l1 t; J      陸劍等人除了研究新冠病毒的進(jìn)化外，還研究了新冠病毒的起源，著重分析了是來(lái)自蝙蝠還是穿山甲。
* T" {& |) a7 _, D6 [" q      全基因組系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)表明新冠病毒最接近蝙蝠冠狀病毒（RaTG13），其次是穿山甲相關(guān)冠狀病毒，然后是人的SARS病毒。劉琳琳等人也得出了相同的結(jié)論，基于系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)，蝙蝠冠狀病毒（bat-RaTG13-CoV）與新冠病毒和兩個(gè)從廣東采集的穿山甲冠狀病毒的姊妹病毒的遺傳距離相對(duì)較大，穿山甲可能不是新冠病毒中間宿主。


      蝙蝠、穿山甲和人類新冠病毒的遺傳距離。
      不過(guò)，陸劍等人發(fā)現(xiàn)，盡管新冠病毒與蝙蝠SARS相關(guān)冠狀病毒（SARSr-CoV-RaTG13）之間的基因組核苷酸差異僅4％，但中性位點(diǎn)的差異為17％，表明兩種病毒之間的差異比以前估計(jì)的要大要多。作者做了一個(gè)對(duì)比，這個(gè)差異是人與黑猩猩之間差距的14倍，是人與恒河猴之間差距的2倍。
      此外，有一些研究表明穿山甲可能為新冠病毒提供了部分棘突基因（上文說(shuō)的S基因）。棘突蛋白受體結(jié)合域中的6個(gè)關(guān)鍵氨基酸殘基，和SARS病毒相比，新冠病毒有5個(gè)殘基都不同，并且新冠病毒與受體ACE2的結(jié)合親和力更高。蝙蝠冠狀病毒（RaTG13）也是6個(gè)中只有1個(gè)相同，但有趣的是，穿山甲冠狀病毒和新冠病毒的6個(gè)關(guān)鍵氨基酸殘基是相同的。
9 {$ u% Q) Y" f6 ?, V4 [6 H      有人提出，新冠病毒的棘突蛋白受體結(jié)合域可能是由穿山甲中最近的重組事件引起的。陸劍等人認(rèn)為，盡管棘突蛋白產(chǎn)生過(guò)重組，但新冠病毒和穿山甲冠狀病毒中相同的功能位點(diǎn)也可能是巧合的趨同進(jìn)化的結(jié)果，香港大學(xué)管軼等人在此前的論文中表達(dá)了相同的觀點(diǎn)。
      【主要參考論文】
0 T( W! \# d/ \3 t( @Genome-widedata inferring the evolution and population demography of the novel pneumonia coronavirus (SARS-CoV-2). bioRxiv2020.03.04.976662
On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2. National Science Review, nwaa036
      新京報(bào)記者 李玉坤
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桃李無(wú)言