病毒基因組測(cè)序駁斥陰謀論

Lancet Virological

病毒序列證明病原體并非來自研究所

科研人員正在公開分享更多患者的病毒基因組全序列，目前已有53例患者的病毒基因組全序列被共享在全球共享流感病毒數(shù)據(jù)庫GISAID。研究人員正在對(duì)這些病毒基因組進(jìn)行深入研究，試圖了解2019-nCoV的起源，以及它如何與蝙蝠和其他物種中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)病毒的家族系譜相聯(lián)系。

武漢華南海鮮批發(fā)市場(chǎng)在2019-nCoV病毒傳播中所起的作用仍不明確。但這種病毒序列，加上在市場(chǎng)環(huán)境中抽樣檢測(cè)證實(shí)存在該病毒，表明它確實(shí)在早期擴(kuò)大疫情的爆發(fā)上，起到了推波助瀾的作用。

2019-nCoV總共有近29000個(gè)核苷酸堿基，這些堿基保存著繁殖這種病毒的遺傳指令。雖然它是許多基因以RNA形式存在的病毒之一，但科學(xué)家們將病毒基因組轉(zhuǎn)換成DNA，其堿基簡稱為A、T、C和G，以便于研究。中國研究人員共享這些序列，使世界各地的公共衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)室得以開發(fā)自己的病毒診斷方法。目前，已有18個(gè)國家發(fā)現(xiàn)了這種病毒。

美國華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)系和基因組科學(xué)系副教授貝德福德分析，石正麗團(tuán)隊(duì)指出的蝙蝠冠狀病毒序列被稱為RaTG13，與2019-nCoV有近1100個(gè)核苷酸的差異

貝德福德對(duì)RaTG13和2019-nCoV的分析表明，這兩種病毒在25到65年前有一個(gè)共同的祖先。這是他通過結(jié)合病毒之間核苷酸的差異和其他冠狀病毒的假定突變率得出的估計(jì)，RaTG13病毒突變?yōu)?019-nCoV可能需要幾十年的時(shí)間。

一種病毒在人群中傳播的時(shí)間越長，就有更多的時(shí)間來發(fā)展變異，從而區(qū)分受感染人群中的病毒株?？紤]到目前為止分析的2019-nCoV序列彼此之間最多有7個(gè)核苷酸的差異，這表明它是最近才進(jìn)入人類體內(nèi)的。

海鮮市場(chǎng)是否源頭尚未確定

美國國家過敏和傳染病研究所研究蝙蝠、駱駝和其他物種冠狀病毒的病毒學(xué)家Vincent Munster說：“蝙蝠身上檢測(cè)到的病毒和現(xiàn)在在人類身上分離出的病毒之間有一個(gè)非常大的灰色區(qū)域。”

證據(jù)表明海鮮市場(chǎng)在2019-nCoV的傳播中起了早期作用，但它是否疫情爆發(fā)的源頭仍不確定。許多最初確認(rèn)的2019-nCoV病例——一份報(bào)告中第一批41個(gè)病例中有27個(gè)、另一份報(bào)告中47個(gè)病例中有26個(gè)病例都與武漢市場(chǎng)有關(guān)，但高達(dá)45%的病例與武漢海鮮市場(chǎng)無關(guān)。

關(guān)于病毒究竟是在哪里首次傳染給人類，有一個(gè)可能的解釋是，如果有一批近期被感染的動(dòng)物在不同的市場(chǎng)上出售，或者一個(gè)受感染的動(dòng)物販子可能把病毒傳播給不同市場(chǎng)的不同人。

貝德福德認(rèn)為，這些早期病例可能感染了不易傳播出去的病毒。他說：“只要從市場(chǎng)（環(huán)境采樣）中提取一兩個(gè)序列，就能說明有多少人畜共患病，以及它們是什么時(shí)候發(fā)生的，這將非常有幫助?！?p>

研究小組將洞穴里的蝙蝠的糞便和身體樣本送到病毒學(xué)研究所，以尋找病毒

“人工合成”經(jīng)不起推敲

2月18日，Scripps研究所的著名病毒進(jìn)化學(xué)家Kristian Andersen也在virological.org上發(fā)文反駁新冠病毒“人工合成”陰謀論。

作者通過對(duì)可用基因組序列數(shù)據(jù)的比較分析推導(dǎo)出新冠病毒的起源和早期進(jìn)化方法，并提供了有關(guān)新冠病毒基因組中顯著特征的觀點(diǎn)，基于此討論可能出現(xiàn)這些特征的場(chǎng)景要求。最重要的是，該論文分析可以提供證據(jù)表明，新冠肺炎病毒不是人工合成的。

（a）SARS-CoV-2剌突蛋白接觸殘基的突變。將SARS-CoV-2的刺突蛋白與最密切相關(guān)的SARS樣CoV和SARS-CoV-1進(jìn)行比對(duì)。在SARS-CoV-2和SARS-CoV Urbani菌株中，尖峰蛋白中與ACE2受體接觸的關(guān)鍵殘基都用藍(lán)框標(biāo)記。（b）獲得多元裂解位點(diǎn)和O-連接的聚糖。多元裂解位點(diǎn)標(biāo)記為灰色，三個(gè)相鄰的預(yù)測(cè)的O-連接的聚糖標(biāo)記為藍(lán)色。多元裂解位點(diǎn)和O-連接的聚糖都是SARS-CoV-2特有的，以前在譜系B beta冠狀病毒中沒有見過。

論文對(duì)圖中描述的α和B冠狀病毒（Coronavirida家族）的基因組進(jìn)行了比較，以此確定新冠病毒基因組所具有的兩個(gè)明顯特征。

1.基于結(jié)構(gòu)模型和早期生化實(shí)驗(yàn)可知，新冠病毒針對(duì)的是人與ACE2（宿主細(xì)胞受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2）受體結(jié)合;

2.病毒在S蛋白的2個(gè)亞基S1/S2交界處有一個(gè)預(yù)測(cè)的多堿基切割位點(diǎn)。因此Andersen先從SARS-CoV與ACE2結(jié)合最重要的RBD（受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域）的6個(gè)氨基酸殘基：Y442、L4772、N479、D480、T487、Y4911入手。

他發(fā)現(xiàn)：病毒的相應(yīng)殘基為L455、F486、S494、N501、Y505，與蝙蝠冠狀病毒RaTG13相比，有5個(gè)不同。新冠病毒S蛋白中第486位殘基的苯丙氨酸（F）對(duì)應(yīng)于SARS-CoV Urbani株中的L472，但F486并不是計(jì)算生物學(xué)預(yù)測(cè)時(shí)該位置點(diǎn)最優(yōu)化的氨基酸選擇。

并且，病毒的RBD中幾個(gè)關(guān)鍵氨基酸殘基與計(jì)算生物學(xué)預(yù)測(cè)的最適合結(jié)合人ACE2受體的氨基酸殘基也完全不同。所以Andersen認(rèn)為，從病毒S蛋白結(jié)構(gòu)特征來看，新冠病毒并非通過算法所預(yù)測(cè)最優(yōu)化的，而更像是自然選擇的。

其次，病毒第2個(gè)明顯的特征是在S蛋白的2個(gè)亞基S1/S2交界處Furin蛋白酶切割位點(diǎn)（RRAR），除了兩個(gè)堿性精氨酸和一個(gè)切割位點(diǎn)的丙氨酸之外，還插入了一個(gè)脯氨酸。

脯氨酸插入產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)導(dǎo)致Furin蛋白酶切割位點(diǎn)側(cè)翼的S673、T678、S686發(fā)生添加O末端糖基化，而以前的β冠狀病毒均無Furin蛋白酶切割位點(diǎn)。

從SARS-CoV的體外實(shí)驗(yàn)中可知，在S1/S2交界處突變出這樣的位點(diǎn)，可以增強(qiáng)細(xì)胞一細(xì)胞融合，但并不影響病毒進(jìn)入。另外3個(gè)預(yù)測(cè)的O末端糖基化潛在功能還不清楚，但值得一提的是，它們可以產(chǎn)生一個(gè)“黏蛋白樣結(jié)構(gòu)域”，該結(jié)構(gòu)域可以屏蔽新冠病毒S蛋白上的潛在表位或者關(guān)鍵殘基。

但病毒在體外培養(yǎng)體系中連續(xù)傳代極難同時(shí)獲得Furin蛋白酶切割位點(diǎn)和O末端糖基化。

第三個(gè)論據(jù)是病毒的宿主。新冠肺炎病毒與蝙蝠冠狀病毒RaTG13非常相似，目前初步分析表明，非法進(jìn)口到廣東的馬來穿山甲可能是新冠肺炎病毒的中間宿主。

馬來穿山甲的冠狀病毒在6個(gè)關(guān)鍵RBD殘基上都與新冠肺炎病毒相同，但不同的是，馬來穿山甲的病毒不具有Furin蛋白酶切割位點(diǎn)，這意味著新冠肺炎病毒可能存在其他中間宿主，病毒在這些宿主身上形成了Furin蛋白酶切割位點(diǎn)，然后才傳播給了人。

而病毒要在中間宿主身上實(shí)現(xiàn)這種進(jìn)化的話，新冠肺炎病毒的中間動(dòng)物宿主必然具有極高的密度，這樣自然選擇才能快速發(fā)生。因此從新冠肺炎病毒的S蛋白結(jié)構(gòu)特征、早期進(jìn)化以及人工合成所具備的條件等方面來看，新冠肺炎病毒是自然的選擇，而不是合成的。