新冠病毒传播初期已高度适应人类 警惕二次“加强”传播

近期，科学家们在对新冠病毒和2003年暴发的SARS病毒进行了进化动态方面的比较和推演。他们惊讶地发现，疫情暴发至今仅5个月的时间内，新冠病毒（SARS-CoV-2）已在人体产生了调整适应，从而更顺畅地引发了大流行。

观察结果表明，2019年末首次检测到新冠病毒时，它已经预先适应了人类传播，其程度类似于SARS病毒流行的晚期阶段。但是，尚未发现源自人类适应性较差的新冠病毒进化前身或平行分支。

由于新冠病毒传染性极强、暴发模式不确定，引起了公众及国际社会的广泛关注，研究人员们期望查明来源，并防止在不久的将来这种流行病“卷土重来”。

加拿大英属哥伦比亚大学动物学系“生物多样性研究中心”的研究人员近日在bioRxiv上发表了相关研究，题为“SARS-CoV-2 is well adapted for humans. What does this mean for re-emergence? ”

为了寻找有关中间宿主的线索，研究人员们分析了有关新冠病毒如何动态进化和适应人类传播的最新关键发现，并研究了武汉华南海鲜市场的环境样本。

此前已有几份报告指出，新冠病毒在遗传上似乎比较稳定，适应压力不大，这对于诊断、疫苗和治疗方法的发展是一个好兆头。而特定的抗病毒剂、抗体或疫苗，对新冠病毒的有效时长，取决于目标基因或蛋白质的进化速度和扩展程度。

为了确定有效的治疗方法，研究团队提取了新冠刺突蛋白的精确结构，理想情况下是与潜在的候选药物结合——其中一些药物已经在进行临床试验。

那些与这类方法相冲突的新冠病毒变体——无论是传播力更强或已经不再适应宿主，对研究工作的进展都显然会产生非常不利的影响。因此，确定靶向的新冠病毒基因已经趋于稳定，并尽快鉴定出新的有毒变异体显得非常关键。

在本次分析中，研究人员们为以下人群选择了跨越3个月时间的高质量基因组：11种处于流行早期至中期的SARS病毒基因组，32种流行后期的SARS基因组，46种新冠病毒基因组（包括2019年12月上旬的分离株WuhanHu-1），以及今年1-3月每个月从不同地理区域采样的15个随机选择的基因组。

为了更好地了解新冠病毒基因组的稳定性，研究人员对这些病毒基因组的进化动态进行了并行比较。他们惊讶地发现，新冠病毒与SARS病毒相比，具有较低的遗传多样性，而SARS病毒在其早期至中期的流行阶段具有相当大的遗传多样性（图1）。物种之间和人类之间的一系列适应活动，最终导致了SARS病毒的高度传染性，该病毒主导了流行后期的阶段。

如今新冠病毒的暴发如此剧烈，也就可以推断——新冠病毒在爆发之初就已经高度适应于人类，并表现出极强的传播能力。

图1. SARS-CoV和SARS-CoV-2遗传差异的比较

相比其他病毒样本，新冠病毒的遗传多样性与SARS病毒流行后期的遗传多样性更为相似。实际上，新冠病毒分离株之间共有的认同度过高，因此无法模拟定点选择压力。

理想情况下，随着更多突变的发生，当鉴定出来自中间宿主物种的新冠病毒时，将有可能对SARS一样进行选择压力建模。有研究发现，从马来西亚穿山甲中分离出的一种冠状病毒的遗传序列与新冠病毒（SARS-CoV-2）有高达91%的同源性。研究人员还基于此，提出了追查并消除新冠病毒祖先病毒株的建议。

图5.人类、动物和环境样品中基因组和S基因同一性的比较

对43个SARS病毒和46个SARS病毒基因组的检查显示，在相似的3个月内，取代数存在显著差异（图1A），与早期至中期流行的SARS病毒相比，其基因多态性相比处于流行后期的SAR病毒或新冠病毒要更高（图1B）。为了排除二次抽样失误偏差，研究人员对GISAID上所有高质量新冠病毒序列进行了100次抽样实验。

图2.处于流行初期至中期阶段的SARS病毒，以及晚期流行SARS病毒、新冠病毒中每个指示基因的dN和dS成对表达。

即使到2020年4月28日，与处于流行早期至中期阶段的SARS病毒相比，在GISAID上可获得的跨越4个月的新冠病毒基因组仍显示出适度的遗传多样性。该分析给研究人员们的一个提示是，可以通过从不同或较高的样本中进行采样来扩大遗传多样性。

图3. SARS病毒中的刺突蛋白进化：仅显示了在分离物中不同的残基。黑色轮廓强调了每个流行阶段每个位置上的最新变异。

图4. 新冠病毒（SARS-CoV-2）中的刺突蛋白进化：分析中的151个分离株包括WuHuaHu-1和今年1-3月之间每月随机选择的50个基因组。仅显示了分离株之间不同的残基。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.01.073262v1.full.pdf

https://www.thehindu.com/sci-tech/science/broad-spectrum-antiviral-inhibits-novel-coronavirus/article31489418.ece