專家:突變是病毒生命周期一個自然過程,不等於更危險

在流行病學研究中，一種病毒在傳播中往往會發生突變。有時它們會變得更為危險和致命，但有時僅僅是無事發生。

近日，一篇發表在國際學術期刊《臨床傳染病》(Clinical Infectious Diseases)上的論文發現，新冠病毒的突變率很可能與SARS病毒處於相同的數量級，而且並不能排除會出現宿主內變異(intra-host variants)傳播，從而變得毒力更強的風險。

不過，一些科學家認為，這並不代表著人們需要變得更加恐慌。2020年2月18日耶魯大學流行病學專家Nathan D. Grubaugh等在Nature Microbiology上發表的一篇文章就指出，在COVID-19爆發之際，病毒突變符合正常流行病學規律。他表示，事實上，突變是病毒生命周期的自然部分，很少會對疫情產生嚴重的影響。

（網頁截圖）

他還提到，實際上大部分突變對病毒本身來說都具有消極的影響，會被自然選擇淘汰掉。此外，病毒的一些特徵如病毒毒力及傳播方式，其往往是由多個基因決定，所以進化過程很保守。

基因突變不能判斷傳播路徑

德國知名病毒學家Christian Drosten曾在網上公布新型冠狀病毒的基因序列，目前，隨著病毒在全球蔓延，超過350個基因組序列在在線平臺GISAID上被分享。

這些基因組序列代表著新病毒SARS-CoV-2傳播和進化的線索。不過，Drosten很快意識到，由於這些序列只代表了一小部分案例，而且幾乎沒有什麼明顯的區別，它們很容易被過度解讀。

作為柏林查裡特大學醫院的病毒學家，Drosten曾對一名在義大利感染COVID-19的德國病人的病毒進行了排序。

該基因組與一個多月前在巴伐利亞州首府慕尼黑的一名患者身上發現的病毒基因組相似;

這兩種病毒都有三種中國早期基因序列中沒有的突變。

這可能會導致這樣一種觀點，即義大利的疫情是由慕尼黑所傳播過來的。但Drosten認為，有著這種突變的病毒同樣有可能以獨立的途徑進入這兩個國家，突變的基因組「不足以證明慕尼黑和義大利之間存在聯繫」。

弗雷德·哈金森癌症研究中心的Trevor Bedford則在推特上衝動地表示，這種突變表明慕尼黑的疫情似乎導致了義大利的疫情爆發。

這一分析被廣泛傳播，但受到了如歐洲疾病預防和控制中心的病毒學家Eeva Broberg、巴塞爾大學計算生物學家Richard Neher等人的批評。

這是一個關於病毒基因組實時分析的威力和缺陷的案例研究。

「這是一種非常重要的疾病。我們需要了解它是如何運動的。」洛斯阿拉莫斯國家實驗室的生物學家Bette Korber說，他也在研究SARS-CoV-2的基因組。

突變不等於更危險

科學家們還在基因組多樣性中尋找可能改變病原體危險程度或傳播速度的突變。在這方面，謹慎也是有道理的。

北京大學的Lu Jian及其同事3月3日在《國家科學評論》(National Science Review)期刊上發表的一篇論文分析了103個病毒基因組，認為它們屬於兩種不同類型中的一種，分別名為S和L，由兩種突變來區分。

由於測序的SARS-CoV-2基因組中有70%屬於L型，即較新的病毒類型，因此，作者得出結論，病毒已經進化得更具侵略性，傳播速度更快。

但Rambaut認為這篇論文的結論缺乏證據，只是簡單地判斷一個分支更大，所以病毒一定更致命或傳播力更強(作為回應，Lu稱類似說法是誤解了他的研究)。

Drosten指出，大多數基因組的改變並不會改變病毒的行為。他說，確認突變有影響的唯一方法是在細胞培養或動物模型中研究它，並找到真正的性狀改變，可能是好方向的也可能是壞方向的。

在2018年，Drosten的團隊發表了一篇論文，表明在2002-2003年SARS爆發的早期，病毒失去了一小部分基因組，一個基因有29個鹼基對。在實驗室中添加這些鹼基對使病毒在幾種細胞培養模型中複製得更好。

Drosten說，削弱病毒的突變也可能會形成，這這可能發生在它剛剛進入人類種群，而且沒有與缺乏突變的毒株競爭的時候。

「遺憾的是，這種新病毒沒有出現這種基因缺失。」他補充道。

分析基因組突變為時尚早?

克裡普斯研究所的計算生物學家Kristian Andersen說，序列數據在早期提供的信息最多。

1月初的第一個序列回答了最基本的問題：是什麼病原體導致了這種疾病?

接下來的幾次基因組測序幾乎一模一樣，這有力地表明，病毒是由一種動物單一地引入人類群體的。如果病毒跨越物種屏障多次，科學家將會在第一批人類病例中看到更多的多樣性。

像所有的病毒一樣，SARS-CoV-2通過隨機突變隨時間進化。愛丁堡大學的分子進化生物學家Andrew Rambaut說，在其3萬個鹼基對的基因組中，SARS-CoV-2平均每個月積累一到兩個突變。他說，這比流感要慢兩到四倍。

利用這些微小的變化，研究人員可以繪製出類似於家譜的系統發育樹。他們還可以在不同的COVID-19病例之間建立聯繫，並判斷是否存在未被發現的病毒傳播。

不過，目前通過基因組分析來確定病毒傳播路徑的研究還沒有很多確切的結論。

部分原因是，在全世界10萬多例病例中，基因組的豐富程度仍然是一個很小的樣本。而且由於疫情還在早期，大多數基因組仍然非常相似，因此很難得出結論。

「我們只有少量的突變，這使得這些分組非常模糊，」Neher說，「隨著疫情的發展，我們預計會看到越來越多的多樣性和越來越明顯的不同譜系。」

「然後，把東西歸類在一起就會變得越來越容易。」

3月2日，中國疾控中心譚文杰和加州大學洛杉磯分校程根宏等團隊合作在預印版平臺bioRxiv發表的文章也認為，新冠病毒整體突變程度較低，也沒有發生重組，尚不清楚這些突變是發生在疫情爆發後還是在動物宿主階段。

病毒的突變確實有著一定的不利作用，比如對疫苗和藥物的研發會造成不良影響。但人們更不必「聽風就是雨」，應以科學、理性的態度來對待新冠病毒研究相關的報導。

參考文獻：

https://www.sciencemag.org/news/2020/03/mutations-can-reveal-how-coronavirus-moves-they-re-easy-overinterpret

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaa036/5775463?searchresult=1

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