SCIENCE认为需要挖掘冠状病毒基因组以寻找爆发起源的线索

一个小医生的科普 2020-02-03 19:02:06
1月31日SCIENCE发表了一篇文章需要通过挖掘冠状病毒基因组以寻找爆发起源的线索。

SCIENCE截图

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那串明显的胡言乱语不过是什么:它是病毒病原体的DNA片段的片段,被称为2019年新型冠状病毒(2019-nCoV),它淹没了中国并使整个世界感到恐惧。科学家们正在公开共享来自患者的越来越多的完整病毒序列-在共享所有流感数据全球倡议数据库中,这一数字最近为53。正在对这些病毒基因组进行深入研究,以试图了解2019-nCoV的起源以及其如何与蝙蝠和其他物种中发现的相关病毒的家谱相适应。他们还瞥见了这种新发现的病毒的物理外观,变化方式以及如何阻止它。

华盛顿大学生物信息学专家特雷弗·贝德福德(Trevor Bedford)表示:“(来自病毒序列)最大的信息之一是先引入人类,然后在人与人之间传播。”尽管在中国武汉市的华南海鲜批发市场在传播2019-nCoV中的作用仍然模糊不清,但这种测序结合对市场环境中病毒的存在进行采样表明,它确实确实在扩增该病毒方面具有重要的早期作用。暴发。大多数研究人员说,病毒序列也驳斥了这种病原体来自武汉病毒学研究所的想法。最近网上有消息认为是病毒所泄露了病毒。

总体而言,2019-nCoV具有将近29,000个核苷酸的碱基,这些碱基以生产该病毒。尽管它是许多基因都是RNA形式的病毒之一,但科学家们将病毒基因组转化为DNA,并以A,T,C和G的缩写来简化研究。对2019-nCoV序列的许多分析已经出现在virological.org,nextstrain.org,诸如bioRxiv之类的预印服务器上,甚至出现在同行评审的期刊中。中国研究人员对这些序列的共享使世界各地的公共卫生实验室都可以开发自己的病毒诊断方法,目前已经在其他18个国家中发现了这种病毒。

当第一个2019-nCoV序列可用时,研究人员将其放置在已知冠状病毒的家谱上,该冠状病毒丰富且感染许多物种,并发现它与蝙蝠中的亲戚关系最密切。武汉病毒学研究所冠状病毒专家Shi Zheng-Li领导的团队(发现了SARS起源于蝙蝠)于1月23日在bioRxiv上报道,2019-nCoV的序列与蝙蝠病毒有96.2%的相似性,与导致严重急性的冠状病毒有79.5%的相似性呼吸系统综合症(SARS)。但是SARS冠状病毒与蝙蝠病毒有着相似的密切关系,序列数据有力地证明了它在与人类SARS病毒相差仅10个核苷酸的地方从冠状病毒跳入人们的视线。这就是为什么许多科学家怀疑蝙蝠与2019-nCoV之间存在“中间”宿主物种的原因之一。

根据贝德福德(Bedford)的分析,史正立研究小组强调的蝙蝠冠状病毒序列RaTG13与2019-nCoV相差近1100个核苷酸。在他共同创建的网站nextstrain.org上,贝德福德(Bedford)创建了冠状病毒家族树(以下示例),其中包括蝙蝠,麝猫,SARS和2019-nCoV序列。 (树是交互式的,只需将计算机鼠标拖到树上,就可以轻松看到序列之间的异同。)

冠状病毒树

贝德福德(Bedford)对RaTG13和2019-nCoV的分析表明,这两种病毒在25至65年前具有共同的祖先,这是他通过将病毒之间的核苷酸差异与其他冠状病毒的突变率结合起来得出的。 因此,类似RaTG13的病毒可能需要数十年才能突变为2019-nCoV。

中东呼吸综合征(MERS)是另一种由冠状病毒引起的人类疾病,同样与蝙蝠病毒有关。 但是研究已经建立了一个令人信服的案例,它从骆驼跳到了人类。Shi的bioRxiv论文的系统发育树(下图)使骆驼-MERS链接易于看清。

病毒在人群中传播的时间越长,它就需要越长的时间才能形成能够区分感染人群中毒株的突变,并且鉴于迄今为止分析的2019-nCoV序列最多相差七个核苷酸,这表明它跳跃了最近进入人类。但是,动物将病毒传播给人类仍然是一个谜。美国国家过敏和传染病研究所的病毒学家文森特·芒斯特(Vincent Munster)说:“在蝙蝠中检测到的病毒与现在在人类中分离出的病毒之间存在很大的灰色区域。”该研究人员对蝙蝠,骆驼和其他物种的冠状病毒进行了研究。

有力的证据表明,市场在传播2019-nCoV方面发挥了早期作用,但仍不确定爆发的根源。许多最初确认的2019-nCoV病例-一份报告中的前41例中有27例,另一份报告中的47例中-与武汉市场有关,但多达45%(包括最早的)与武汉市场有关。

关于该病毒最初进入人类的困惑的一个可能的解释是,是否有一批最近感染的动物在不同的市场上出售。或被感染的动物商人可能已将病毒传播给了不同市场的不同人。贝德福德(Bedford)建议,那些早期病例可能是由不容易传播并扑灭的病毒感染的。贝德福德说:“从市场(环境采样)中获得一两个序列可以阐明发生了多少人畜共患疾病以及何时发生,这将非常有帮助。”

阴谋论也比比皆是。 CBC新闻报道,加拿大政府将在温尼伯实验室研究危险病原体的中国科学家驱逐出境,在社交媒体上被歪曲,暗示他们是走私冠状病毒的间谍。武汉病毒研究所是中国研究蝙蝠和人类冠状病毒的首要实验室,也遭到了抨击。 “将中国的冠状病毒与武器研究联系起来的专家揭穿边缘理论,”《华盛顿邮报》上一篇有关该设施的报道的标题读到。国外常规黑中国,SCIENCE相对比较客观。

埃布赖特(Ebright)长期以来对有关危险病原体的研究发出危险信号,他在2015年也批评了一项实验,该实验对在中国蝙蝠中传播的SARS样病毒进行了改良,以查看其是否具有引起人类疾病的潜力。 。本周早些时候,埃布赖特质疑贝德福德计算的准确性,即武汉病毒学研究所持有的病毒RaTG13与2019-nCoV之间至少有25年的进化距离,并认为突变率通过后可能有所不同。通过人类之前的不同宿主。埃布赖特告诉ScienceInsider,2019-nCoV数据“与自然灾害进入人群一致”。

达扎克(Daszak)和施氏(Shi)的研究小组在中国各地的洞穴中研究蝙蝠已有8年了,它们的粪便和血液中都含有病毒。他说,他们已经采样了10,000多个蝙蝠和2000个其他物种。他们发现了约500种新型冠状病毒,其中约50种与家谱上的SARS病毒相对接近,包括RaTG13。这种病毒是从2013年他们从云南莫格兰(Moglang)的一个山洞中采集的蝙蝠粪便样本中捕捞而来的。达萨克说:“我们不能仅仅因为这种云南病毒与起源的新病毒具有高度的序列同一性,”达萨克说,并指出只发现了极少数感染蝙蝠的冠状病毒。 “我希望一旦我们在华南和华中地区进行了采样和采样,我们将发现许多其他病毒,其中一些将更接近[2019-nCoV]。”

达萨克说,弄清是什么引发了这次疫情,这不仅仅是“好奇”。 “如果我们找不到起源,那么它仍然可能是某个地方的农场中肆虐的感染,一旦爆发,可能会有持续的溢出,这真的很难阻止。但是,对于这个问题的真正根源尚无定论。”

目前病毒起源尚不明确,但有一点是明确的,找到病毒起源对我们控制疫情蔓延以及防止再次发生,尤为重要。

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