根據(jù)今天發(fā)表在《Nature Medicine》雜志上的研究結(jié)果，去年年底出現(xiàn)的新型SARS-CoV-2冠狀病毒是自然進(jìn)化的產(chǎn)物，自出現(xiàn)以來，它已經(jīng)導(dǎo)致了大規(guī)模的COVID-19流行病，并蔓延到70多個其他國家。

對來自SARS-CoV-2和相關(guān)病毒的公共基因組序列數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，沒有證據(jù)表明該病毒是在實(shí)驗(yàn)室制造或以其他方式設(shè)計(jì)的。

"通過比較已知冠狀病毒株的基因組序列數(shù)據(jù)，我們可以確定SARS-CoV-2起源于自然過程，"斯克里普斯研究所免疫學(xué)和微生物學(xué)副教授、這篇論文的通訊作者Kristian Andersen博士說道。

除了Andersen，這篇題為"The proximal origin of SARS-CoV-2"的論文的作者還包括杜蘭大學(xué)的Robert F. Garry，悉尼大學(xué)的Edward Holmes，愛丁堡大學(xué)的Andrew Rambaut和哥倫比亞大學(xué)的W. Ian Lipkin。

冠狀病毒是一大類病毒，可導(dǎo)致嚴(yán)重程度不同的疾病。由冠狀病毒引起的首個已知的嚴(yán)重疾病出現(xiàn)在2003年出現(xiàn)的SARS。第二次嚴(yán)重疾病爆發(fā)始于2012年沙特阿拉伯的中東呼吸綜合征(MERS)。

去年12月31日，中國當(dāng)局向世界衛(wèi)生組織通報了一種新型冠狀病毒的爆發(fā)，這種病毒可導(dǎo)致嚴(yán)重疾病，后來被命名為SARS-CoV-2。截至2020年2月20日，已記錄在案的COVID-19病例近16.75萬例，但許多較輕的病例可能沒有得到診斷。該病毒已造成6600多人死亡。

疫情爆發(fā)后不久，中國科學(xué)家對SARS-CoV-2的基因組進(jìn)行了排序，并向全世界的研究人員提供了這些數(shù)據(jù)?；谶@些數(shù)據(jù)，中國當(dāng)局迅速確定這種流行病，而且由于在人群中出現(xiàn)了人傳人的情況，COVID-19病例的數(shù)量一直在增加。Andersen和其他幾家研究機(jī)構(gòu)的合作者利用這些測序數(shù)據(jù)，通過關(guān)注病毒的幾個特征來探索SARS-CoV-2的起源和演變。

圖片來源：The Scripps Research Institute

科學(xué)家們分析了突刺蛋白的遺傳模板--S蛋白是病毒用來抓住和穿透人類和動物細(xì)胞膜的蛋白。更具體地說，他們把重點(diǎn)放在了S蛋白的兩個重要特征上：受體結(jié)合域(RBD)--一種抓住宿主細(xì)胞的抓鉤，和分裂位點(diǎn)--一種允許病毒打開并進(jìn)入宿主細(xì)胞的分子開瓶器。

自然進(jìn)化的證據(jù)

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2突變蛋白的RBD部分已經(jīng)進(jìn)化到能夠有效地瞄準(zhǔn)人類細(xì)胞外部，即ACE2，它是一種調(diào)節(jié)血壓的受體。事實(shí)上，SARS-CoV-2的S蛋白與人類細(xì)胞的結(jié)合是如此有效，以至于科學(xué)家們得出結(jié)論，它是自然選擇的結(jié)果，而不是基因工程的產(chǎn)物。

SARS-CoV-2的骨架--它總的分子結(jié)構(gòu)也支持了這種自然進(jìn)化的證據(jù)。如果有人想要制造一種新的冠狀病毒作為病原體，他們可能已經(jīng)從一種已知會導(dǎo)致疾病的病毒的骨架中構(gòu)建了這種病毒。但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2的骨架與已知的冠狀病毒有很大不同。

"病毒的這兩個特征，即S蛋白的RBD部分的突變及其獨(dú)特的骨架，排除了實(shí)驗(yàn)室操作作為SARS-CoV-2潛在起源的可能性，"Andersen說。

英國韋爾科姆基金會的流行病領(lǐng)導(dǎo)Josie Golding博士說，Andersen及其同事們的發(fā)現(xiàn)"對于為關(guān)于導(dǎo)致COVID-19的病毒(SARS-CoV-2)起源的謠言提供基于證據(jù)的觀點(diǎn)是至關(guān)重要的。他們的結(jié)論是，這種病毒是自然進(jìn)化的產(chǎn)物，這可以有效遏制任何關(guān)于蓄意基因工程的猜測。"

可能的病毒來源

基于他們的基因組測序分析，Andersen和他的合作者得出結(jié)論，SARS-CoV-2最可能的起源有兩種可能的情況。

在一種情況下，病毒通過自然選擇在非人類宿主中進(jìn)化到目前的致病狀態(tài)，然后跳到人類身上。這就是以前冠狀病毒暴發(fā)的方式，即人類在直接接觸果子貍(SARS)和駱駝(MERS)后感染病毒。研究人員認(rèn)為，由于SARS-CoV-2病毒與蝙蝠冠狀病毒非常相似，因此蝙蝠是SARS-CoV-2病毒最有可能的宿主。然而，沒有記錄在案的蝙蝠與人類直接傳播的病例，這表明蝙蝠與人類之間可能存在一種中間宿主。

在這種情況下，SARS-CoV-2的S蛋白的兩個獨(dú)特特征--與細(xì)胞結(jié)合的RBD部分和打開病毒的裂解位點(diǎn)--在進(jìn)入人類之前就已經(jīng)進(jìn)化到目前的狀態(tài)。在這種情況下，一旦人類被感染，當(dāng)前的流行可能就會迅速出現(xiàn)，因?yàn)檫@種病毒已經(jīng)進(jìn)化出了使其具有致病性并能夠在人與人之間傳播的特征。

在另一種設(shè)想中，病毒的非致病性版本從動物宿主跳到人類，然后在人類中進(jìn)化到目前的致病性狀態(tài)。例如，一些來自穿山甲的冠狀病毒、亞洲和非洲發(fā)現(xiàn)的類似犰狳的哺乳動物，具有與SARS-CoV-2非常相似的RBD結(jié)構(gòu)。來自穿山甲的冠狀病毒可能已經(jīng)直接或通過像果子貍或雪貂這樣的中間宿主傳播給人類。

此外，SARS-CoV-2的另一個獨(dú)特的S蛋白特征，即裂解位點(diǎn)，可能在人類宿主體內(nèi)進(jìn)化而來，可能是在疫情開始之前，通過人類種群中有限的未被檢測到的循環(huán)而進(jìn)化而來的。研究人員發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2的裂解位點(diǎn)與禽流感病毒株的裂解位點(diǎn)相似，后者已被證明很容易在人與人之間傳播。SARS-CoV-2可能已經(jīng)在人類細(xì)胞中進(jìn)化出了這樣一個毒性很強(qiáng)的裂解位點(diǎn)，并很快引發(fā)了目前的流行，因?yàn)楣跔畈《究赡芤呀?jīng)變得更有能力在人與人之間傳播。

研究報告的合著者Andrew Rambaut警告說，目前很難知道哪種情況最有可能發(fā)生。如果SARS-CoV-2以目前的致病性形式從動物源進(jìn)入人體，它將增加未來暴發(fā)的可能性，因?yàn)閷?dǎo)致疾病的病毒株仍可能在動物種群中傳播，并可能再次進(jìn)入人體。而非致病性冠狀病毒進(jìn)入人群并隨后進(jìn)化出類似SARS-CoV-2的特性的幾率較低。

參考資料：

【1】The COVID-19 coronavirus epidemic has a natural origin， scientists say

【2】Kristian G. Andersen et al， The proximal origin of SARS-CoV-2， Nature Medicine (2020). DOI： 10.1038/s41591-020-0820-9