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科学家披露最新基因数据,新冠病毒自去年底起已快速传遍世界

2020-05-08 11:45
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 Kai 世界顶尖科学家论坛

全球疫情

据丁香园5月7日20:45新冠疫情统计,全球累计确诊破370万,全球累计确诊数前十的国家,均突超过10万人,其中美国达到122.8万人。

新冠病毒自去年底传播全球?

根据伦敦大学学院(UCL)遗传学研究所所长Francois Balloux教授领衔、发表于爱思唯尔集团旗下权威期刊《感染、遗传学与进化》的最新研究,在从全球7600多名新冠病患中提取的新冠病毒新基因分析显示,自2019年年底以来,这种病毒已经在人群中扩散,而且肯定是在第一次感染后就极速扩散。

研究人员分析了病毒的变异情况,发现了病毒快速传播的证据,但并没有证据表明病毒变得更容易传播,或者更容易引起严重的疾病。

"病毒正在发生变化,但是病毒自身的这种变化并不代表着它将变得更可怕。" Balloux教授在接受CNN采访时说道。

自2019年12月,首次发现新冠病毒肺炎后,第一个新冠病毒全基因组序列于2020年1月5日公布,此后,已经有数千个基因组被测序,并全球共享。Balloux教授认为这一资源使得他们对新冠病毒过去的人口统计资料有了前所未有的洞察力,同时也监测到了该病毒如何适应其新型人类宿主,为指导药物研发和疫苗设计提供了信息。

研究团队分析了7666个公共基因组数据集,包括出现的时间等,指出所有序列在2019年底共享一个共同的祖先。这一发现也支持了新冠病毒在这一时间感染了人类宿主,在多个国家都呈现出基因多样性,证明了广泛的传播。

Francois Balloux,伦敦大学学院遗传研究所所长、伦敦大学学院计算系统生物学教授。他的研究方向是基因组学、流行病学、进化和生态学;重点研究重建人类和野生动物病原体的疾病暴发和流行病学,以及抗菌素耐药性的出现。图源:维基百科

研究团队确定了新冠病毒基因组中至今基本保持不变的区域,以及其他已经积累了多样性的区域。

通过聚焦于多次独立出现的突变(同位素),确定了新冠病毒基因组中198个筛选后的复发性突变。近80%的复发性突变在蛋白质水平上产生了非同源性的变化,提示新冠病毒可能存在持续的适应性。

Orf1ab中编码Nsp6、Nsp11、Nsp13和刺突蛋白S中的3个位点,以及刺突蛋白S中的1个位点的特点是出现了大量的复发性突变(>15个事件),这些突变可能预示着人类宿主对新冠病毒的适应性演化,具有特殊的意义。此外,研究团队还提供了一个交互式的用户友好型网络应用程序来查询7666个SARS-CoV-2基因组的排列。

《感染、遗传学与进化》杂志是唯一欢迎研究宿主、病原体和病媒的遗传学和进化生物学以及与感染和疾病表现有关的共同进化过程的文章的期刊,隶属于顶级科学出版公司Elsevier。Elsevier产品包括《柳叶刀》、《四面体》和《细胞》等学术期刊。| 图源:Elsevier

研究团队还发现了可以证明病毒在1月和2月第一例正式报告的感染病例的几周或者甚至几月前就开始在欧洲、美国和其他地方感染人类的证据。Balloux说,在任何国家都不可能找到 "第一个 "患者,这将是不可能的。

"所有这些关于试图找到 ‘零号病人 ’的想法都是毫无意义的,因为有太多的 "零号病人","Balloux说。

Balloux团队的研究结果是正式发表的报告,经过了其他同行的评审。在接受CNN采访时他表示,一些报告发表在预印网站上,可能得出了不正确的结论。

"所有的病毒都会自然地变异。变异本身并不是一件坏事,没有任何证据表明新冠病毒的变异速度比预期的快或慢。到目前为止,我们还不能说新冠病毒的致死性和传染性越来越强,还是越来越弱。"Balloux说。

Lane Warmbrod——在约翰霍普金斯健康安全中心的分析师一直在跟踪新的冠状病毒的遗传学报告。Warmbrod说,更多的研究需要在动物中进行来显示病毒的遗传学中的变化是如何使得病毒更多或者更多地具有传染性或者致病性的。

Warmbrod女士是约翰-霍普金斯大学卫生安全中心的分析师,也是约翰-霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究助理。她的主要研究方向包括传染病的演变和传播、疫情应对、卫生安全政策和生物伦理学。图源John Hopkins

对药物治疗和疫苗开发的意义

科学、研究和技术新闻聚合网站Phys.org点评道,这项UCL领导的研究调查描绘出了新冠病毒基因组的多样性模式,从而为直接药物和疫苗靶点提供了线索。

新冠病毒的彩色扫描电子显微照片,图源NIAID

Balloux教授解释说:"战胜病毒的一个主要挑战是,如果病毒发生变异,疫苗或药物可能不再有效。如果我们把精力集中在病毒中较少变异的部分,我们就有更好的机会开发出长期有效的药物。我们需要开发出不容易被病毒躲避的药物和疫苗。"

共同第一作者Lucy van Dorp博士(同属UCL遗传学研究所)补充说:"病毒之间的基因差异或突变仍然很少。我们发现,其中一些差异在大流行过程中多次发生,且彼此独立存在——随着更多基因组可以被我们获得,我们需要继续监测这些差异并且完成研究来确切地明白它们在做什么。”

法国科学家佐证

由在Avicenne医院的临床微生物学部工作的J.R. Zahar博士作为通讯作者,于5月3日发布在爱思唯尔集团旗下权威期刊《抗菌药物国际杂志》的论文 “SARS-CoV-2 was already spreading in France in late December 2019”(《新冠病毒在2019年12月底已经在法国传播》)也从一定程度佐证了François Balloux团队的研究成果。

法国于2020年1月24日报告了首批新冠病毒感染病例(共两例)。J.R. Zahar介绍这两例病例被广泛认为是法国的首次确诊病例。然而由于新冠肺炎最常见的状况是出现类似于流感的疾病症状。当时恰逢欧洲国家与季节性流感作斗争,而这两者的临床症状近似,因此J.R. Zahar决定在法国巴黎附近医院重症监护室(ICU)采集呼吸道样本以追溯时间。

在论文里报告了2019年12月在巴黎北部某医院重症监护室住院的一例因咳血住院的患者,他并无病理的诊断。而J.R. Zahar团队对这位患者储存的呼吸道样本进行了RT-PCR的回顾性检测,对这位患者下了这样的诊断:他被确诊为新冠病毒感染。基于这个结果,J.R. Zahar认为新冠肺炎的流行在法国开始得更早。

参考文献

1. CNN,Coronavirus quickly spread around the world starting late last year, new genetic analysis shows,

https://www.cnn.com/2020/05/05/health/genetics-coronavirus-spread-study/index.html

2. François Balloux et al, Emergence of genomic diversity and recurrent mutations in SARS-CoV-2, Infection, Genetics and Evolution (2020).

DOI: 10.1016/j.meegid.2020.104351

3.J.R. Zahar,SARS-CoV-2 was already spreading in France in late December 2019, International Journal of Antimicrobial Agents(2020).

https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2020.106006

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