最近幾天,關(guān)于新型冠狀病毒變異成兩個(gè)“亞型”的傳言惹人注目。其來源是3月3日發(fā)表于《國家科學(xué)評(píng)論》的論文《關(guān)于SARS-CoV-2的起源和持續(xù)進(jìn)化》。
但是,中國—世衛(wèi)組織聯(lián)合考察組剛剛給出了新冠病毒未發(fā)生明顯變異的結(jié)論。《自然—微生物學(xué)》也發(fā)表了耶魯大學(xué)流行病學(xué)專家Nathan D. Grubaugh等人的評(píng)論文章,指出病毒突變符合正常流行病學(xué)規(guī)律,沒必要引起恐慌。
那么,上述論文應(yīng)該如何解讀?新冠病毒是否“變異”了?是否對(duì)人類威脅越來越大?《中國科學(xué)報(bào)》特此采訪包括論文通訊作者在內(nèi)的3位業(yè)內(nèi)專家。
《中國科學(xué)報(bào)》:論文中提出,新冠病毒株發(fā)生了149個(gè)突變點(diǎn),這是否意味著新冠病毒“變異”或者“進(jìn)化”了?這種突變是否會(huì)影響臨床治療、藥物研發(fā)和疫苗研制?
論文通訊作者、北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物信息中心研究員陸劍:病毒在人體或動(dòng)物中長期存在,只有了解病毒,才能找到有效的防御和治療措施。
我們在103個(gè)公開發(fā)表的病毒基因組序列中,找到了149個(gè)堿基位點(diǎn)在病毒基因組序列上存在差異。但這些堿基改變絕大部分僅存在于單個(gè)病毒株,而且是中性的。中性的堿基改變存在于所有生物體內(nèi),就如同我們每個(gè)人的基因組都不盡相同一樣。不會(huì)影響到目前所進(jìn)行的臨床治療、藥物研發(fā)和疫苗研制等工作。
同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授曹志偉:基因組的突變、變異,是所有生命體繁殖增殖過程中的正常現(xiàn)象。對(duì)新冠病毒的藥物、疫苗和抗體研發(fā),不必過度焦慮。個(gè)別的少量突變一般不會(huì)影響疫苗的保護(hù)范圍。只有抗原在特定的抗體識(shí)別區(qū)域(表位)的變異積累到一定程度,產(chǎn)生質(zhì)變,疫苗才會(huì)失效。但是在現(xiàn)代疫苗研發(fā)過程中,一般會(huì)利用各種手段,如多個(gè)抗原表位組合,或采用相對(duì)保守、不易突變的抗原表位等,來開展長效性、廣譜性疫苗研發(fā)。
《中國科學(xué)報(bào)》:“變異”和“突變”有何區(qū)別?公眾對(duì)這兩個(gè)詞比較敏感,如何科學(xué)看待?
陸劍:在分子演化中,變異(variation)是對(duì)遺傳差異的客觀描述,突變(mutation)指遺傳物質(zhì)復(fù)制中產(chǎn)生堿基差異這個(gè)過程,但經(jīng)常通用,泛指堿基改變。堿基改變是普遍的生物學(xué)現(xiàn)象,并不是病毒專有的,并且在新冠病毒所屬的RNA病毒中很常見。
在分子演化領(lǐng)域,有著名的“中性理論學(xué)說”,認(rèn)為絕大部分堿基改變不會(huì)引起表型變化。因此,我們可以用病毒的堿基變化模式來推測或追蹤病毒的動(dòng)態(tài)特征,但并不認(rèn)為這些堿基差異一定會(huì)引起致病性的差異。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員王秀杰:病毒在復(fù)制的過程中,遺傳物質(zhì)(冠狀病毒是RNA)的不完全精確復(fù)制,就會(huì)導(dǎo)致突變。可以理解為病毒在復(fù)制自己時(shí)“抄作業(yè)”抄錯(cuò)了。大家關(guān)心的是這些“抄錯(cuò)”的堿基是否恰好使病毒具備更強(qiáng)的傳播力和致病性。從目前公布的新冠病毒基因組數(shù)據(jù)來看,還無法得出任何確定的結(jié)論。
曹志偉:生命只要增殖,基因組就會(huì)產(chǎn)生并積累突變。基因組任何位置都有一定概率產(chǎn)生突變,突變可以產(chǎn)生更多樣化的后代。由于缺乏錯(cuò)誤矯正體系,RNA病毒比DNA生命更容易產(chǎn)生突變,但也有一定概率變回原來的序列,也可能使病毒的毒性越來越低。
生命如流水,基因組的突變、變異是生命演化的表現(xiàn)形式,無所謂好壞。不用怕,怕也怕不來。
《中國科學(xué)報(bào)》:據(jù)媒體報(bào)道,論文中提到了新冠病毒的兩個(gè)“亞型”,如何理解?是否是病毒變異的證據(jù)?
陸劍:我們通過對(duì)新冠病毒基因組全序列進(jìn)行分子演化系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)依據(jù)兩個(gè)高度連鎖的多態(tài)性位點(diǎn),可以把103個(gè)新冠病毒序列主要分為“L”和“S”兩種類型,我們用了英文單詞“type”來描述這兩種譜系之間的堿基序列差異。
但我們的數(shù)據(jù)分析表明,L和S兩個(gè)譜系不是新近由于堿基變化而產(chǎn)生的,而是在病毒爆發(fā)的早期可能就已經(jīng)存在,這和中國—世衛(wèi)聯(lián)合考察組給出的新冠病毒未發(fā)生明顯變異的結(jié)論是一致的。
曹志偉:對(duì)新冠這種新型病毒來說,分子基因型與臨床表現(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)還遠(yuǎn)未建立。從文章來看,兩個(gè)類別的確定是根據(jù)基因組上一個(gè)特定位點(diǎn)(第28,144位)來劃分病毒株的基因型,是否與病毒的侵染性、致病性、病死率等有關(guān),還要結(jié)合更多流行病學(xué)數(shù)據(jù)、臨床感染與治療數(shù)據(jù)來證明。
舉個(gè)例子:一群運(yùn)動(dòng)員,可以根據(jù)性別、體重、身高等進(jìn)行分類,但這些分類指標(biāo)是否同運(yùn)動(dòng)員體力耐力相關(guān)?必須對(duì)照他們的體能訓(xùn)練數(shù)據(jù),而且人數(shù)達(dá)到一定規(guī)模,才有可信度。
《中國科學(xué)報(bào)》:從您的專業(yè)角度來看,這篇論文最大的價(jià)值何在?論文中基于數(shù)據(jù)提出的推測是否合理?
陸劍:通過對(duì)病毒基因組進(jìn)行分析,可以幫助我們更好的認(rèn)識(shí)這個(gè)對(duì)人類來說還是陌生的病毒,并給醫(yī)學(xué)專家提供參考。
科研更多是一種“提出假說-驗(yàn)證假說”,或者“否定假說-再提出新假說”的過程。當(dāng)然,我們的結(jié)果主要是學(xué)術(shù)研究,建立在非常少的樣本量的基礎(chǔ)上,是初步的階段性結(jié)果,這些局限性我們在文章中都已經(jīng)詳細(xì)說明了。
王秀杰:科研人員在寫研究論文時(shí),通常都會(huì)根據(jù)結(jié)果做些討論或科學(xué)猜想,這也是常規(guī)科研論文寫作的規(guī)定動(dòng)作。這篇論文作者也在文章明確指出這些猜想還有待進(jìn)一步證實(shí)。
《中國科學(xué)報(bào)》:但是對(duì)于公眾來說,從科研論文中更希望看到結(jié)論而不是推測。
王秀杰:是的,這次疫情中媒體和公眾對(duì)科研成果的跟蹤很及時(shí),這是好事情,證明大家更加注重科學(xué)了,希望依靠科研成果來解除疑惑和焦慮。
但是科學(xué)研究有其自身的規(guī)律和周期性。我們科研人員研究新冠病毒,就像攀登被云霧遮住的高山。在這個(gè)過程中,受數(shù)據(jù)資源等方面的局限,某些研究成果可能僅僅看到了山的一部分,因此需要更多科研人員不斷接力、深入研究,這樣才能一步步往前走,最終認(rèn)清新冠病毒的全貌。如果在這一過程中對(duì)單篇論文進(jìn)行過度解讀,就容易一葉障目,得到片面的結(jié)論。
希望大家能多給研究人員一點(diǎn)時(shí)間,不要急于下結(jié)論。
《中國科學(xué)報(bào)》:要證明論文中對(duì)病毒來源和傳播規(guī)律的推測,還需要做哪些工作?
陸劍:我們所用的樣品在疾病發(fā)生和發(fā)展過程中研究了“點(diǎn)”,還沒有連成線,且沒有結(jié)合臨床數(shù)據(jù)。希望和更多的科學(xué)家進(jìn)一步合作,結(jié)合更多的基因組數(shù)據(jù)、臨床信息及實(shí)驗(yàn)來更好的了解病毒,為科學(xué)防治貢獻(xiàn)力量。
王秀杰:最重要的是擴(kuò)大樣本量。目前中國已有新冠病毒感染的確診患者8萬多人,境外有3萬多人,但目前數(shù)據(jù)庫中只有100多株新冠病毒的基因組數(shù)據(jù)。基于這樣少的病毒序列發(fā)表的研究文章都只是階段性的參考結(jié)果,不能得出明確結(jié)論。
另外,病毒基因組的代表性也是影響研究結(jié)果的重要因素。例如,某些機(jī)構(gòu)測序能力強(qiáng),提交的樣本多,這些機(jī)構(gòu)接觸的患者所攜帶的病毒基因型在數(shù)據(jù)庫中出現(xiàn)的頻率就更高。但在感染高發(fā)區(qū),可能由于忙于救治病患,提交的病毒全基因組序列反而少,從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫中出現(xiàn)的病毒基因型頻率和患者實(shí)際攜帶的存在較大偏差。在樣本量有限、患者病情和病毒傳播軌跡缺失的情況下,分析病毒的演化歷史還為時(shí)尚早。我想還需要耐心等待。
《中國科學(xué)報(bào)》:有可能過一陣大家就不關(guān)注這個(gè)問題了。
王秀杰:那是好事,大家回歸正常生活,但是科研人員會(huì)持續(xù)關(guān)注,因?yàn)檫@是我們應(yīng)該做的事情。
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