2万年前我们就和冠状病毒交过手，DNA里至今还留有战斗的痕迹|进化|基因|东亚
▎药明康德内容团队编辑
一项研究发现，早在2万年前，类似新冠病毒的古老冠状病毒就曾席卷东亚地区。这种病毒具有持久的破坏力，可能影响了好几代人，以至于在东亚人群的基因组里，至今还残留着战斗过的痕迹……
一
新冠病毒并不是唯一能感染人类的冠状病毒。事实上，仅仅在过去的20多年里，SARS病毒、MERS病毒、以及新冠病毒先后进入我们的视野。除了这三种能引起严重的疾病、致人死亡的冠状病毒外，还有四种其它冠状病毒也能感染人类，造成轻微感冒一样的症状。
依照目前的主流理论，蝙蝠和另一些哺乳动物是冠状病毒在自然界中的天然宿主。在与人类的偶尔接触中，这些病毒可以跨越物种之间的障碍，感染人类。
对于三种引起严重疾病的冠状病毒，科学家们大致知道它们从其它动物“跳跃”至人类的时间。但对于四种仅引起轻微症状的冠状病毒，我们只能根据它们基因组里的信息做间接推断——冠状病毒基因组会以相对固定的速度积累突变，因此只需对不同冠状病毒的遗传信息进行对比，就可以知道它们何时从共同的祖先处分道扬镳。
基于这一方法，科学家们推断出一种叫做HCoV-HKU1的常见冠状病毒大约在上世纪50年代跨越物种障碍，感染人类。而另一种叫做HCoV-NL63的冠状病毒，感染人类的时间大约在820年前。这也是已知最早感染人类的冠状病毒。再早之前的感染史，则是一片空白。
直到今年6月发表在Current Biology上的一项研究，将这个日期往前推了约2万年。
二
在这项研究中，科学家们一改常规的研究思路，将目光从病毒的基因组，转向了人类的基因组。
上万年来，人类为了提高对病毒的抵抗力，基因组也在不断发生进化。有时一个基因突变，就足以决定生死。可想而知，那些有助于抵抗病毒感染的变异基因，更能带来生存上的优势，也更容易一代代遗传下去。
可以想象，倘若一条基因的某个变异版本在人群中占“统治性”的地位，那它很有可能是在过去的选择压力下快速进化出来，就此在人群的基因组中扎根。
利用这一思路，亚利桑那大学的进化生物学家David Enard教授在近些年一直在探索人类基因组，想了解不同病毒对人类的感染史。而自新冠疫情爆发后，他的注意力也自然转向了冠状病毒——在遥远的古代，我们的祖先是否也曾受到冠状病毒的影响？
为此，研究人员们挑选了420个能与冠状病毒进行互作的人类蛋白，其中332个蛋白来自对新冠病毒互作蛋白的质谱分析，剩下88个则来自过去对于其它冠状病毒（如SARS病毒）的文献研究。随后，科学家们复原了编码这些蛋白的基因在全球26个不同人群中的进化情况。
研究发现在多个东亚人群中，有42条基因出现了具有“统治性”的基因变异，其中至少一半的功能与抗病毒有关。而这些变异在邻近的南亚，以及其它大陆中则未曾出现。“当我们比较世界其它地区的人群时，则没有找到这个信号。”本研究的第一作者Yassine Souilmi博士补充道。
这一结果表明东亚人群与冠状病毒发生相互作用的几个关键蛋白，在历史上都曾出现重大变化。
三
在进化的漫漫长河中，基因会不断积累突变。有意思的是，后续研究发现这42条基因积累的突变数几乎相同，说明它们几乎是在同一时刻快速进行进化。“这绝对不可能是巧合。” Enard教授说道。
研究人员们估算，这些抗病毒突变大约在2万至2.5万年前突然出现。这一结果颇令人惊讶，因为根据目前的理解，当时东亚的人口密度并不高。这或许也从一个侧面反映，当时这种病毒的传播力有多强。
除了发现远古时期的冠状病毒感染史外，这项研究还有其现实意义——分析表明这42个与抗病毒有关的蛋白主要在肺部表达，且体外实验确认它们能够与新冠病毒直接作用，表明在几万年来，冠状病毒侵袭人类细胞的机制具有进化保守性。这也为开发针对冠状病毒的药物提供了宝贵洞见。
不过现在的东亚人群基因组中还残留2万多年前与冠状病毒交手的痕迹，也让研究人员们心生一丝担忧——这些痕迹表明在缺乏有效控制手段的情况下，冠状病毒可以影响好几代人。同理，如果当下的疫情得不到迅速控制，“可能还会对数代人造成影响。”
参考资料：
[1] Souilmi， Y。， el， al。 （2021）。 An ancient viral epidemic involving host coronavirus interacting genes more than 20，000 years ago in East Asia。 Current Biology。 Published。 https：//doi.org/10.1016/j.cub.2021.05.067
[2] A Coronavirus Epidemic Hit 20，000 Years Ago， New Study Finds。 Retrieved June 24， 2021， from
https：//www.nytimes.com/2021/06/24/science/ancient-coronavirus-epidemic.html
[3] A Coronavirus Epidemic Took Place 20，000 Years Ago。 Retrieved June 24， 2021， from https：//www.technologynetworks.com/genomics/news/a-coronavirus-epidemic-took-place-20000-years-ago-350137
[4] A Coronavirus Epidemic Broke Out in East Asia More Than 20，000 Years Ago。 Retrieved June 28， 2021， from https：//scitechdaily.com/a-coronavirus-epidemic-broke-out-in-east-asia-more-than-20000-years-ago/
[5] Humans may have suffered a large coronavirus outbreak before Covid。 Here’s what our DNA can tell us。 Retrieved June 28， 2021， from https：//www.weforum.org/agenda/2021/06/coronavirus-20000-years-asia-sars-mers-cov-covid-pandemic-disease