美英澳科学家力证：新冠病毒源于自然界，并非人工合成

3月17日，来自美国斯克利普斯研究所、英国爱丁堡大学、美国哥伦比亚大学、澳大利亚悉尼大学和美国杜兰大学的科学家们在Nature Medicine上发表一篇文章报道称SARS-CoV-2是自然进化的产物。对SARS-CoV-2及其相关病毒的公共基因组序列数据进行分析，没有证据表明该病毒是在实验室制造或以其他方式设计的 [1]。

图片来源：Nature Medicine [1]

2019年12月31日，中国当局向世界卫生组织通报了一种新型冠状病毒（SARS-CoV-2）引发严重疾病的疫情。截至2020年3月18日，全球累计确诊病例已超过20万。

疫情开始后不久，中国科学家对SARS-CoV-2的基因组进行了测序，并以最快的速度将数据分享给全世界的研究人员。领导该研究的Kristian Andersen博士及其他几家研究机构的合作者利用这些测序数据，通过重点研究SARS-CoV-2的几种典型特征来探索其起源和进化。

Spike蛋白是冠状病毒用来与人类和动物细胞受体结合的主要表面蛋白，其与细胞受体结合促进了病毒表面与细胞膜的融合，从而使病毒内的遗传物质注入被打开的细胞，感染便开始了。在这项研究中，科学家们着重分析了Spike蛋白的两个重要特征：1）受体结合域（RBD），一种抓住宿主细胞的钩状物；2）蛋白酶裂解位点，一种“分子开罐器”，允许病毒打开并进入宿主细胞。

自然进化的证据

科学家们发现，SARS-CoV-2的Spike蛋白RBD部分已经进化成能有效靶向人类细胞外一种叫做ACE2（一种参与调节血压的受体）的分子特征。事实上，科学家们认为这是自然选择的结果，而不是基因工程的产物。因为尽管SARS-CoV-2的Spike蛋白在结合人类细胞方面非常有效，但计算分析预测这种相互作用并不理想，SARS-CoV-2的氨基酸分子特征并非最优选择。

这一自然进化的证据还得到了有关SARS-CoV-2骨架（整体分子结构）的数据支持。如果有人试图制造一种新的冠状病毒作为病原体，他们很可能是从一种已知能致病的病毒的骨架上构建出来的。但是科学家们发现，SARS-CoV-2的骨架与已知的冠状病毒有很大的不同，并且大部分与蝙蝠和穿山甲中发现的相关病毒类似。

人SARS-CoV-2及相关冠状病毒Spike蛋白的特征对比。图片来源：Nature Medicine [1]

Andersen博士说：“该病毒的这两个特点，也就是Spike蛋白RBD部分的突变及其独特的骨架，排除了SARS-CoV-2来源于实验室设计的可能”。

病毒可能的来源

根据基因组测序分析，Andersen博士及其合作者得出结论，SARS-CoV-2最可能的起源遵循两种可能的情况之一。

一种情况是，病毒通过在非人类宿主中的自然选择进化到目前的致病状态，然后跳到人类身上。这就是以前冠状病毒疫情爆发的原因，人类在直接接触果子狸（SARS）和骆驼（MERS）后感染了冠状病毒。科学家们认为蝙蝠是SARS-CoV-2最可能的宿主，因为该病毒与蝙蝠冠状病毒非常相似。然而，目前还没有关于蝙蝠与人类间直接传播的记录，这表明蝙蝠和人类之间可能存在一种中间宿主。

在这种情况下，SARS-CoV-2的spike蛋白的两个显著特征（结合细胞的RBD部分和打开病毒的裂解位点）都会在跳到人类身上之前进化到目前的状态。这样的话，一旦人类被感染，如当前一样的传染病可能会迅速出现，因为病毒已经进化出能在人与人之间传播并致病的特征。

另一种情况是，非致病性病毒从动物宿主跳到人类身上，然后在人群中进化到其当前的致病状态。例如，一些来自穿山甲的冠状病毒RBD结构与SARS-CoV-2的非常相似。穿山甲的冠状病毒可能直接或通过中间宿主（例如果子狸或雪貂）传播给人类。

那么，SARS-CoV-2的另一个明显的Spike蛋白特征，即裂解位点，可能是在人类宿主体内进化而来的。研究人员发现，SARS-CoV-2的裂解位点似乎与禽流感病毒的裂解位点相似，禽流感病毒的裂解位点已经被证明很容易在人与人之间传播。SARS-CoV-2可能已经在人类细胞中进化出了这样一个很强的裂解位点，因为冠状病毒已经变得更有能力在人群间传播。

这项研究的作者之一Andrew Rambaut教授警告说，目前很难知道哪种情况最有可能发生。如果SARS-CoV-2以致病的形式从动物来源进入人体，这将增加未来疫情发生的可能性，因为致病性病毒仍可能在动物中传播，并可能再次跳到人类身上。

最后，英国惠康基金流行病负责人Josie Golding博士表示：“这项研究结果对SARS-CoV-2的起源提出了基于证据的重要观点。病毒是自然进化的产物，这可以有效遏制一直流传的关于SARS-CoV-2人为制造的任何猜测。”

相关论文：

[1] Kristian G. Andersen et al, The proximal origin of SARS-CoV-2, Nature Medicine (2020). DOI:10.1038/s41591-020-0820-9

参考资料：

1# The COVID-19 coronavirus epidemic has a natural origin, scientists say. （来源：Medical press）

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