美研究:武漢肺炎病毒是自然演化的產物

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 19 日 14:17 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly


武漢肺炎疫情持續在全球蔓延,關於病毒的起源始終眾說紛紜,但科學家最近似乎終於得出定論。由美國、澳洲、蘇格蘭研究人員組成的團隊針對 COVID-19 和相關病毒的公開基因定序數據分析後,科學家表示,並未發現支持實驗室人為製造的任何證據,基本上可以說 COVID-19 就是自然界演化的產物。

冠狀病毒(Coronaviruses)是自然界中常見的一種病毒類型,可能導致嚴重程度不等的數種疾病。包含 2003 年爆發的嚴重急性呼吸綜合症(SARS)、2012 年的中東呼吸綜合症(MERS)都是其家族的知名成員,而最新出現的 COVID-19 也是成員之一。

從 2019 年 12 月首次於中國湖北武漢市現身至今,COVID-19 已經傳播到 158 個國家及地區,截至 3/19 為止,全球已有近 21 萬起確診病例,超過 8,800 名患者死亡,推測還有更多輕症及無症狀患者未被診斷。

為了更了解關於新病毒的一切,中國疫情爆發不久後,當地科學家便對 COVID-19 基因組進行了測序,並將數據提供給全世界的研究人員,在《Nature Medicine》刊載的新研究中,美國斯克里普斯研究所(TSRI)和跨國團隊透過這些測序數據嘗試探索了 COVID-19 的起源與演化方式,發現病毒的兩個特徵:突刺蛋白 RBD 突變及獨特的骨架,基本可以排除掉實驗室人為製造出病毒的說法。

在分析病毒突刺蛋白的兩個重要特徵時,研究人員發現,COVID-19 的受體結合區域(RBD)已經進化成能有效靶向人體細胞表面被稱為 ACE2 的受體,考量到突刺蛋白在結合人體細胞上的效率之高,團隊認為這不太可能是基因工程下的產物,更像是自然演化的結果。

除此之外,COVID-19 的整體分子結構也支持這項理論。TSRI 免疫學和微生物學副教授、研究作者 Kristian Andersen 指出,如果有人試圖設計一種新的冠狀病毒做為病原體,他們更可能會利用已知會引起疾病的病毒做為基礎,但 COVID-19 的骨架與已知冠狀病毒截然不同,反而是和蝙蝠、穿山甲中發現的相關病毒更為相似。

但如果能夠排除人為,病毒究竟從何而來?根據基因組測序分析,團隊認為,COVID-19 最有可能的起源有兩種。

第一種情況,病毒在非人類宿主中自然演化為目前的狀態,接著跳向人類。由於在進入人體前已經進化到目前致病機制,這種情況中一旦病毒能感染人類,便可能出現迅速擴散。

這也是以往兩大冠狀病毒爆發的方式,包含 SARS(麝香貓)、MERS(駱駝)都是如此。至於 COVID-19,團隊認為蝙蝠是最可能的來源,因為病毒與蝙蝠冠狀病毒非常相似,但目前仍未出現蝙蝠直接傳播的案例,推測蝙蝠與人類之間可能還存在中間宿主。

第二種情況,則是病毒的非致病版本先從動物宿主跳向人類,才在人群中演變為目前的致病狀態。由於 COVID-19 病毒的 RBD 結構與亞洲穿山甲身上的冠狀病毒非常類似,有可能是透過中間宿主傳給人類,在人體內進化後,才演變成 COVID-19 病毒突刺蛋白上看起來與禽流感菌株的十分相似的「切割位」(cleavage site)特徵,變得能在人與人間迅速傳播。

團隊強調,目前難以得知 COVID-19 究竟是來自哪種情況,但如果 COVID-19 是以當前致病形式跳入人類,這將增加未來疾病再次爆發的可能性;在病毒株仍可能在動物種群間傳播的情況下,病毒很可能重施故技再度出現。

(首圖來源:Flickr/NIAID CC BY 2.0)

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