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孫滔:華南海鮮市場不是病毒發源地!中科院團隊基因追蹤“零號病人”再進一步
點擊:  作者:孫滔    來源:中國科普網  發布時間:2020-02-24 09:20:12

 

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華南海鮮市場的新冠病毒來自其他地方,這個結論有了基于基因序列的證據。

中國科學院西雙版納熱帶植物園的研究人員在分析 93 個新型冠狀病毒樣本基因組數據后發現,基于 120 個變異位點得到 58 種單倍型(基因類型)中,來自華南海鮮市場患者樣品單倍型與 H1 有關,而作為更古老的基因類型樣本 H3、H13 和 H38 則來自華南海鮮市場之外。這印證了華南海鮮市場不是病毒發源地的推論

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(圖 | 新型冠狀病毒 58 種單倍型的演化關系和地理分布格局(A,B),單倍型之間的可能演化關系(C),以及新型冠狀病毒的可能傳播和擴散路線(D);A 和 B 圓圈中的數據是樣本數量(來源:郁文彬)

這個研究印證了此前 1 月 24 日發表在《柳葉刀》的研究結論,即追蹤第一批 41 個確診病例發現,這批最早在 12 月 1 日報告的病例中,總共有 13 個病例與海鮮市場無接觸史。也就是說,病毒在進入海鮮市場之前就已經潛入武漢居民的生活中。

這個研究由中國科學院西雙版納熱帶植物園郁文彬聯合華南農業大學和北京腦科中心的科研人員進行,于 2 月 19 日發表在中國科學院科技論文預發布平臺 ChinaXiv 上。

作者認為,確定海鮮市場是不是病毒發源地對于尋找病毒的來源,以及確定中間宿主,對疫情的控制和避免再次爆發具有至關重要的意義。

全基因組數據分析溯源

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圖 | 跨越 8 個編碼區的 120 核苷酸突變分析(來源:郁文彬)

郁文彬對 DeepTech 解釋說,這是一種基于種群遺傳學的分析方法。一種基因型不等于一個患者,一種新冠病毒單倍型攜帶者有可能是多人,甚至可能是上百人,比如 H1 單倍型就對應了 19 個樣本,但是可以通過這個來溯源,因為某個單倍型患者意味著可能是來自同一個源傳染。

研究人員收集了全世界各領域共享到 GISAID EpiFluTM 數據庫中的 93 個新型冠狀病毒樣本的基因組數據(截止 2 月 12 日),覆蓋了四大洲 12 個國家。其中有 39 個樣本來自 11 個國家的感染患者,編碼了 31 個單倍型。來自中國的 54 個樣本也編碼了 31 個單倍型。

他們通過全基因組數據解析,追溯傳染源及擴散路徑發現,收到的 93 個樣本包含 58 種單倍型,而 58 個單倍型中,H13 和 H38 是比較“古老的”單倍型,兩者通過單倍型 H3 衍生出了單倍型 H1。

值得注意的是,與華南海鮮市場有關聯的患者樣品單倍型都是 H1 及其衍生單倍型,而一份來自武漢樣品的更“古老的”單倍型 H3 則與華南海鮮市場無關。作者結合第一批患者報告信息,以及種群擴張時間分析結果,作者推測華南海鮮市場的新型冠狀病毒是從其他地方傳入進來,在市場中發生快速傳播蔓延到市場之外。

作者還推測,單倍型 H13 和 H38 通過一個中間載體與蝙蝠冠狀病毒 RaTG13 關聯,這個中間載體 mv1 可能是一個祖先單倍型,也可能來自中間宿主或者“零號病人”。

“古老的”單倍型 H13 和 H38 的病毒樣品分別來自深圳的病患(廣東首例)和美國華盛頓州的病患(美國首例)。他們的旅行記錄表明 2019 年 12 月底至 2020 年 1 月初都來過武漢。

為什么有 2 個“古老的”單倍型呢?郁文彬對 DeepTech 解釋說,其實 H13 和 H38,以及 H3,它們兩兩之間只有 1 個核苷酸位點的差異,有可能是衍生到 H3 后,發生了一次轉換的回復突變,衍生到另外一種基因型基因型。并且兩者都是同義突變,即該突變不影響基因表達的結果。這就意味著 2 個“古老的”單倍型極為接近。

現有武漢樣本中沒有檢測到 H13 和 H38 單倍型,作者推測可能是因為現有樣品主要采自幾家定點醫院,而且樣品采集時間局限于 2019 年 12 月 24 日和 2020 年 1 月 5 日。那么,如果能在武漢其他醫院早期的病患中檢測到這兩種單倍型,將對于尋找病毒來源非常有幫助。

對于單倍型 H3,其武漢樣本的發現時間在 2020 年 1 月,但這并不意味著其基因型更“年輕”。郁文彬解釋說,可能是因為病毒在被傳染到這位攜帶者身上沒有發生變異,或者很早傳染到這位患者,只是沒有發病。

追蹤“零號病人”

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圖 | 新型冠狀病毒單倍型的樣品采集時間情況。紅色圈的樣品是確認與華南海鮮市場有關;藍色圈的樣本確認與海鮮市場無關(來源:郁文彬)

華中農業大學一位匿名教授評價說,這是一項基于現有新型冠狀病毒基因組序列的研究。理論上根據其變異的情況,是能夠溯源各個樣本之間的關系,到底是父子關系還是兄弟姐妹關系,到底復制了多少代。那么就可以最終追溯出最早的新冠病毒從哪里來。當然這里有一個假設是病毒是從動物傳播到人。

在華南海鮮市場之外發現單倍型 H3 也就意味著,H3 攜帶者傳染了去華南海鮮市場的人,結果將人流擁擠的華南海鮮市場變成了病毒傳播爆發點。

他認為,溯源很重要,這個研究是通過大數據分析的,非常有意義。最核心的調查是最早感染新冠病毒的那幾個人,這尤其需要醫院配合,但是醫院可能現在沒心思、沒精力來做這件事,那些醫生可能也沒有進化基因組學的背景,所以他們也可能沒有認識到這件事的價值。

他說,至于這個最原始的攜帶者,也就是“零號病人”,可能是接觸蝙蝠的人。理論上還是能夠追溯的,即使零號病人已經去世,在某個醫院應該還保留了他的血液樣本。

郁文彬認為,最原始的單倍型不太可能存在現在的患者身上,因為病毒的變異太快。他們現在能拿到的數據已經是最早是 12 月 24 日,因為沒有早期的樣本就很難去溯源,“我們猜測國內醫院可能沒有保存早期患者的組織材料,當然我們非常希望有早期的樣品存在”。

郁文彬表示,這個研究有個不足,那就是 93 個樣本中,武漢樣本主要是早期的,如果有更多武漢樣本進行基因組測序的話,可能在溯源方面可以找到更多的證據,比如說找到 H13 和 H38 單倍型,可能可以幫助找到病毒來源。

一個好消息

郁文彬說,這項研究主旨是分析整個新冠病毒基因組的變異情況,以及弄清楚新冠病毒傳播式樣,基于傳播和擴散的分析,為尋找病毒來源提供基因上的證據。

研究人員發現新型冠狀病毒基因組沒有發生重組事件,93 個基因組之間有 120 核苷酸發生了突變(0.41% 序列長度),并均勻分散在 10 個編碼區。120 個突變的核苷酸關聯了 119 個氨基酸密碼子,其中 79 個密碼子(65.83%)改變了氨基酸類型,并有 42 個(53.17%)氨基酸理化性質都被改變。

“新冠病毒基因組尚未發生重組事件”的結論是一個好消息,也就是說不會產生新的全新的病毒毒株

研究的另一個結論是,新冠病毒在 2 月 12 日之前發生過 2 次明顯的種群擴張

根據新型冠狀病毒基因組發生重組時間推算,1 月之前的種群擴張發生時間是 12 月 8 日,那么病毒可能在 12 月初,甚至 11 月下旬即已經開始有人際傳播,隨后在華南海鮮市場加快了人際傳播。

研究推算 2 月份之前的種群擴張時間在 1 月 6 日,這個可能與元旦假期有關聯。需要指出,此時國家疾控中心發布了 2 級應急響應。

研究團隊認為,當時的預警起到了一些警示作用,公眾活動和出行都有所減少。如果當時的警示能引起大眾更廣泛的重視,那么 1 月份中下旬向全國和全球蔓延的病例會有所降低。

 

(來源:昆侖策網,轉編自“中國科普網-DeepTech深科技”)

 


 

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