近日一篇關(guān)于新冠病毒變異的描述(詳情:中國科研團(tuán)隊(duì):新冠病毒已突變,有2個(gè)亞型),上了熱搜,大概的意思是新冠病毒變異了。
好可怕,這么快就變異了。
新冠病毒變異了么?
2月17日,廣東省疾控中心分析了廣東和武漢早期的新冠,幾乎無突變;
2月19日,中科院西雙版納熱帶植物園分析了93個(gè)樣本,發(fā)現(xiàn)僅有120個(gè)突變且均勻分布在10個(gè)編碼區(qū);
2月25日,南方醫(yī)科大學(xué)分析了38株病毒基因序列后共計(jì)有117個(gè)位點(diǎn)突變,均勻地分布整個(gè)基因組;
3月3日,中國疾控中心分析了120個(gè)樣本的基因序列,發(fā)現(xiàn)基因組中僅有幾個(gè)突變,整體突變程度較低;
而耶魯大學(xué)的流行病學(xué)專家Nathan D. Grubaugh專門在Nature Microbiology上發(fā)表評論文章,指出病毒突變符合正常流行病學(xué)規(guī)律,沒必要恐慌。
但同樣在3月3日,中國科研團(tuán)隊(duì)最新發(fā)現(xiàn)顯示:新冠病毒已于近期產(chǎn)生了149個(gè)突變點(diǎn),并演化出了兩個(gè)亞型,分別是L亞型和S亞型。研究發(fā)現(xiàn),在地域分布及人群中的比例,這兩個(gè)亞型表現(xiàn)出了很大差異。其中S型是相對更古老的版本,而L亞型更具侵略性傳染力更強(qiáng)。
天啊,果然新冠病毒夠狡猾,才出來2個(gè)月,就能夠從古老民族突變成侵略性傳染性更強(qiáng)的種族了?
我們又得重新講講病毒了。
病毒有多簡單?簡單到不太像生命。
其他的生命,哪怕是個(gè)單細(xì)胞生物,也還是自食其力,捕捉點(diǎn)光子制造能量啊,找點(diǎn)碳源氮源復(fù)制下命根子(遺傳物質(zhì))啊,穿件衣服(核蛋白,保護(hù)遺傳物質(zhì))啊,搭個(gè)房子(膜蛋白,細(xì)胞膜)啊,用小胳膊小腿(鞭毛等)移動(dòng)移動(dòng)。但是病毒,這些似乎都不需要,基本上除了命根子必須保住,其他的衣服房子都可以從宿主細(xì)胞搶過來后七拼八湊,不具備自主運(yùn)動(dòng)能力,也不需要新陳代謝,唯一延續(xù)的目的就是復(fù)制命根子——這還真應(yīng)了理查德.道金斯著名的論斷“自私的基因”。
從遺傳物質(zhì)上分,病毒有兩種(如果不算朊病毒的話),DNA病毒和RNA病毒,我們以前也講過,RNA病毒只有一條鏈,所以更加隨意……(新冠病毒體外到底活多久,迄今為止我知道的都告訴你)
所以RNA病毒變異很奇怪么,真的太普通了。所以除了病毒發(fā)生了從S型到L型的突變之外,另一種出現(xiàn)S,L兩種型別可能的解釋是,本來病毒就有多個(gè)亞型,存在一定的多樣性。
話不多說,我們看論文。
01文章標(biāo)題
On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2.
翻譯:新冠病毒的起源和持續(xù)演化。
說人話:新冠病毒好像一直在變變變……
文章鏈接:https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaa036/5775463
02文章狀態(tài)
3月3日發(fā)表在National Science Review。
說人話:這可是正式發(fā)表,經(jīng)過同行評議了哈。
03研究數(shù)據(jù)
在GISAID數(shù)據(jù)庫下載了103個(gè)新冠病毒基因組序列。特別推薦:GISAID可是這次大放異彩的在線數(shù)據(jù)工具,用于急性感染事件中病原演化的展示,網(wǎng)址參考:https://www.gisaid.org/epiflu-applications/next-sars-cov2-app/
04方法學(xué)
利用連鎖方法對103個(gè)新冠病毒基因組進(jìn)行分析,鑒定了高度連鎖多態(tài)性位點(diǎn),并對病毒進(jìn)行分組。
05主要發(fā)現(xiàn)
?。?)從103株病毒基因組中共發(fā)現(xiàn)149個(gè)多態(tài)性位點(diǎn),但絕大多數(shù)的新發(fā)突變都是singleton,即只在一株病毒中發(fā)生了突變。通過連鎖分析發(fā)現(xiàn)位于參考基因組第8782位的T-C同義突變和28144位的C-T非同義突變的兩個(gè)突變位點(diǎn)高度連鎖。
?。?) 利用高度連鎖的兩個(gè)位點(diǎn)可以將新冠病毒分為L和S兩個(gè)亞型,103株病毒中的101株來自這兩個(gè)亞型。從比例上看,L亞型更為普遍達(dá)到70%,S亞型占30%。
?。?)通過與其他冠狀病毒進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)S型與蝙蝠冠狀病毒在進(jìn)化上更接近,可能為祖先類型,推測L型則可能由S型演化而來。
06簡評?硬核生物信息解讀,看不懂可以不看
本來通過對公開103株新冠病毒基因組數(shù)據(jù)的整合分析,鑒定了149個(gè)多態(tài)性位點(diǎn),但其中絕大多數(shù)突變只在某一病毒株中發(fā)生,能夠提供的信息量有限。作者通過對149個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)的LD分析鑒定了兩個(gè)緊密連鎖的位點(diǎn),并將病毒明確分成兩組,盡管從進(jìn)化樹來看,兩個(gè)分支區(qū)分得很清楚,但要是添加PCA和Structure(K=2)的分析會(huì)更讓人信服(結(jié)果很可能跟預(yù)期是一致的)。
另外,進(jìn)化樹上缺乏Bootstrap值,要是能夠證明一下拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的健壯性就更好了。盡管從進(jìn)化樹上看,S型比L型更早出現(xiàn),但由于基因組數(shù)量少,多態(tài)性位置信息量有限,目前缺乏足夠依據(jù)證明L型是在S型傳播過程中演化出來的還是兩者在本次傳播早期同時(shí)出現(xiàn),至于這兩種亞型在傳播能力或毒性上是否存在差別,是否受到了自然選擇且有功能差異,則需要更多的數(shù)據(jù),甚至功能實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
說人話:這個(gè)項(xiàng)目的算法還是靠譜的,結(jié)論也相對清晰,雖然還有進(jìn)步余地,但確實(shí)是經(jīng)過同行評議的經(jīng)得住挑刺兒哈。但是還是因?yàn)闇y序的病毒株有限,樣本在時(shí)空分布可能仍存在偏倚可能,人群對兩種病毒易感性從實(shí)際來看也沒有明顯的差別,無法強(qiáng)力證明是發(fā)生了演化,還是一開始就都存在。
一句話:論據(jù)有點(diǎn)少,論證沒問題,結(jié)論不一定。
題外話,其實(shí)文章也有提到,目前的數(shù)據(jù)量還不足,而新冠病毒可能不是新近發(fā)生變異而分化成L和S型,而是這兩個(gè)型別在病毒爆發(fā)的早期可能就已經(jīng)存在,是現(xiàn)在的隔離和醫(yī)療措施把可能更有害的L型頻率給降低了。這一結(jié)果說明當(dāng)前群防群控是卓有成效的。還是媒體吸引眼球,又把節(jié)奏帶偏了……
突變是病毒生命周期的一個(gè)自然組成部分,類似我們臉上長個(gè)痘,或者皮膚上出現(xiàn)了斑,絕大部分是良性的。對于RNA病毒來說,突變非常容易,既可以使病毒毒性增強(qiáng),也可使其減弱。而病毒的毒性和傳播方式等是由多個(gè)基因控制,換句話說,一般要多個(gè)突變才能發(fā)生重大性質(zhì)改變。而關(guān)于突變后果的說法都需要實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)證據(jù),咱們不該對病毒一般性突變感到恐慌。
基因組學(xué)科大致將變異分為“突變”和“基因重組”兩種情況。我一直喜歡用撲克牌舉例(黑紅梅方恰好相當(dāng)于ATCG),以下照片拍自我家的撲克。
比如這副雜色順子,無論突變哪一張,都沒什么影響,還是雜色順子。
但比如這個(gè)就不行了,隨便拿一張突變,都不再是最大的同花順,而變成了雜色順子,從而能量大大減弱(對病毒來講,可能就從致命變成了溫和)。
重組的例子,參考下面這個(gè)例子,看似平淡無奇的兩副牌,如果交換兩張,就變成了兩副同花順,我們可以簡單虛擬理解,蝙蝠冠狀病毒和豬冠狀病毒重組后就產(chǎn)生了可以感染人的新冠病毒。