作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2021/8/3 14:14:02
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“疫情初始暴发地不一定是起源地”
新研究指出追踪新冠病毒起源应以史为鉴

 

“追踪新冠病毒的起源,应该从与病原体无休止的战斗中吸取教训。”7月30日,在发表于中国科学院科技论文预发布平台(ChinaXiv)的一项新研究中,中科院院士高福、中科院微生物所研究员王奇慧等写道。

他们表示,了解新冠病毒如何、何时以及在何处从其天然宿主或者中间宿主传播给人类,对于预防未来由冠状病毒引发的疫情至关重要。以史为鉴,疫情的初始暴发地可能不是其起源地。同时,结合相关研究数据,他们认为全球多个地点都有可能是新冠病毒的起源地。

“战疫”历史的启示

传染病是对全球健康、经济和安全的重大威胁。近年来,全球新发传染病数量呈加速上升趋势,出现诸如尼帕病毒、H5N1、H7N9等禽流感病毒,以及包含重症急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒、中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒在内的多种冠状病毒等。

“自SARS和MERS冠状病毒流行之后,在实验数据和病毒传播规律的支持下,科学界已经普遍认为,下一次冠状病毒的流行只是时间问题。”论文作者高福对《中国科学报》说,为有效改变这种趋势,防止未来的新发传染病,需要鉴定出新发现的病原体的源头和中间宿主。

作者指出,以过去人类“战疫”历史为鉴,寻找新发现病毒的源头和中间宿主,就要寻找一种与其亲缘关系非常近,且存在于与其具有地理和生态联系的物种中的病毒。

例如,在MERS冠状病毒溯源的过程中,尽管从病毒序列和结构研究中推测蝙蝠是其源头宿主,但始终未能从蝙蝠中检测到满足相关特征的完整病毒序列,因而不能定论MERS冠状病毒源自蝙蝠。

相反,近年在中国出现的猪急性腹泻综合征(SADS)冠状病毒,其源头被迅速确定,原因是在疫情暴发地附近的山洞里发现蝙蝠携带与SADS病毒序列相似度达到98.48%的HKU2病毒。

“病毒溯源是一个复杂的科学问题,需要长期的研究和大量的数据积累。”中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所研究员刘军向《中国科学报》表示。

他举例说,在过去的一个世纪,科学家对流感病毒的研究积累了海量数据,为新出现的流感病毒的溯源提供了大量的科学依据。基于这些庞大的数据和积累,当2009年出现H1N1大流行以及2013年出现人感染H7N9禽流感疫情时,科研人员才迅速地解析了病毒的源头、进化方式和传播途径。

研究作者、中科院微生物所研究员施一提到,过去的病毒溯源研究提示我们“疫情的初始暴发地可能不是其起源地”。例如,在对艾滋病病毒(HIV)的溯源研究中,科学家们发现,虽然HIV首次于1983年在美国的病人体内被鉴定发现,但后来进一步回顾性研究表明,1959年非洲刚果民主共和国金沙萨地区的一名男性留存血样中就已存在HIV。

为此,他们指出,新冠病毒溯源要吸取历史经验和教训。首先,确定病毒的源头需要寻找到具有相关地理和生态联系的宿主;其次,需要积累大量的数据;再次,需要谨记暴发地不等于起源地。

这几种动物或与新冠病毒的起源相关

“目前,全球范围内已有不少对新冠相关冠状病毒的研究,报道在中国、柬埔寨、日本、泰国、英国、保加利亚、肯尼亚等地都发现了新冠相关冠状病毒。”文章第一作者、通讯作者王奇慧说。

她表示,这些新冠相关冠状病毒均发现于菊头蝠属的蝙蝠,表明这类蝙蝠可能是新冠病毒的自然宿主。其中,与新冠病毒相似度最高的是蝙蝠冠状病毒RaTG13,但是,序列方面,RaTG13与新冠病毒仍相差1100多个碱基,在结合受体的特征以及宿主范围方面,RaTG13也与新冠病毒具有显著差距,因此,不能说RaTG13是新冠病毒的源头,而是RaTG13和新冠病毒可能有共同的祖先。

今年3月,中国—世界卫生组织(WHO)新冠病毒溯源联合研究专家组发布的报告中对新冠病毒四种传播路径的假设进行分析,认为源自自然宿主直接溢出的可能性是“从可能到比较可能”;通过中间宿主引入的可能性更高,是“比较可能到非常可能”。此外,通过冷链/食品链引入的可能性是“可能”,而源自实验室事件的可能性是“极不可能”。

作者总结表示,穿山甲是可能的中间宿主之一,原因是穿山甲中至少存在两种新冠相关冠状病毒GX/P2V/2017以及GD/1/2019。水貂也可能是中间宿主,它是唯一已知的暴发新冠疫情的动物,而且水貂中传播的新冠病毒又发生了感染人事件,提示新冠病毒在水貂中的感染和传播具有良好的适应性,因此水貂可能在新冠病毒的演化中发挥了作用。

证据指示应多点开展溯源研究

“新冠病毒从自然宿主到中间宿主的传播,需要两种宿主地理接近,并具有生态联系。”王奇慧说,根据对新冠病毒自然宿主和中间宿主的分析,作者选取了菊头蝠、穿山甲和水貂进行进一步分析,对新冠病毒的起源进行推测。

在这篇科技论文中,作者通过将98种菊头蝠、8种穿山甲以及欧洲水貂的分布区域进行分析,发现菊头蝠广泛分布于整个欧亚大陆的南部,包括东南亚、中国南部、东亚、南亚、南欧,以及撒哈拉以南非洲。

穿山甲的主要分布范围在东南亚、中国南部、南亚,以及撒哈拉以南非洲。野生欧洲水貂在整个欧洲都有分布。但由于水貂的主要群体是引自美国,作者认为,也需要考虑用于皮毛养殖的美洲水貂、以及在欧洲多国和中国北方存在的水貂养殖情况。

基于上述分析,他们认为,新冠病毒从源头到中间宿主的传播可能发生在多个地点,包括东南亚、中国南部、南亚、欧洲,以及撒哈拉以南非洲。此外,由于新冠相关冠状病毒在以上多个地区的蝙蝠群体中传播,这些病毒有可能在多地独立进化。

“需要对以上相关地点的菊头蝠、穿山甲和水貂群体的新冠相关冠状病毒进行监测,才有可能找到新冠病毒的源头。”王奇慧说。

通过对早期的新冠病毒序列进行进化分析,作者之一,中科院北京基因组所研究员陈华认为,新冠病毒的出现时间最有可能为2019年10月至12月之间;此外,对新冠病毒早期序列的分析还表明其主要存在两类序列。而如果以RaTG13作为进化上的外群参照进行分析,可以发现武汉华南海鲜市场的新冠病毒属于以上两类序列中出现时间较晚的类型。因此,华南海鲜市场中的新冠病毒更可能来自于其他地方。

同时,作者指出,武汉作为一个国际化城市,在疫情之前世界各地的航班飞来这里,特别是东南亚地区的客运和货运航班。其中,很多东南亚航班的出发地就有菊头蝠、穿山甲,在菊头蝠中还检测出了新冠相关冠状病毒。WHO报告也认为,通过冷链/食品链引入新冠病毒的可能性是存在的。由此可见,武汉在新冠肺炎疫情暴发之前就具有通过冷链引入新冠病毒的重大风险。

“正如对流感的溯源一样,对新冠病毒的溯源是一项困难的工作,可靠的结论需要大量的工作,耐心、运气和长期的研究。”王奇慧说,目前新冠病毒的溯源工作远未到下结论的时候,需要更多的证据才能判定新冠病毒的源头、中间宿主和传播途径。

相关论文信息:

http://www.chinaxiv.org/abs/202107.00039

 
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