北京大学陆剑及中科院崔杰最新研究发现:新冠病毒已演化出两个病毒亚型

新型冠状病毒疫情自 2019 年 12 月开始以来,其起源和演变问题一直备受关注。该病毒在人际间传播时,是否已经发生大量突变?这些突变对其传播和致病能力有何影响?以上问题仍亟待解答。

日前,由北京大学生命科学学院生物信息中心陆剑研究员、中国科学院上海巴斯德研究所崔杰研究员合作完成的最新研究显示: 新冠病毒已于近期产生了149个突变点,并演化出了两个亚型,分别为L亚型和S亚型。 研究人员通过对迄今最大规模的新冠病毒全基因组分子进化分析后发现,这两个亚型表现出了很大差异,在地域分布以及人群中的比例相距甚远。其中S亚型是相对更古老的版本,而L亚型更具侵略性,传染力也更强。该研究提供了对不同病毒亚型的深入了解,或将有助于开展新冠肺炎的差异化的治疗和防控工作。相关研究论文于3月3日发表在中国科学院主办的《国家科学评论》(National Science Review)杂志,论文题为“On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2”。

据悉,研究人员对来源于公共数据库的103个新冠病毒全基因组进行了分子进化分析,发现病毒株已发生了149个突变位点,而且多数突变是近期产生的。进一步分析揭示: 新冠病毒已经演化出L和S两个亚型 ,103个毒株中有101个属于以上两个亚型。两个亚型的区别在于病毒RNA基因组的第28144位点,L 型是T碱基(对应亮氨酸,Leu),S型是C碱基(对应丝氨酸,Ser)。

通过与其他冠状病毒进行比对,研究人员进一步发现S型新冠病毒与蝙蝠来源的冠状病毒在进化树上更接近,从而得出S亚型相对更古老的结论。然而,基因组数据表明L亚型更为普遍,达到70%,而S亚型则占比约30%; 且每个L亚型病毒株比S亚型携带了相对较多的新生突变 。也就是说,相对古老的S型新冠病毒并未更广泛传播,而相对“年轻”的L亚型新冠病毒产生了更多的病毒株。 作者推测,较为年轻的L亚型病毒传播能力可能更强,或者在人体内复制更快,因此可能意味着其毒力也更大。

作者进一步比较了1月7日前后S亚型和L亚型病毒所占比例的变化,他们发现L亚型在武汉暴发的早期阶段更为普遍,而L亚型的发生频率在2020年1月初后有所下降,S亚型比例上升。对于这一有些反常的变化,作者也给出了自己的假设: 由于我国采取了强有力的防疫措施,L亚型病毒的患者可能更容易表现出症状,因而更容易受到人工干预,从而使L型新冠病毒受到的负选择压力更大,感染的人数由此变少;而在进化上较老且攻击性较小的S亚型可能在相对频率上有所增加。 值得关注的是,绝大多数患者病毒株的第8782位点和28144位点均只显示C碱基或T碱基, 表明患者大多只感染其中一个病毒亚型

研究者还通过基因组水平的分子进化分析,证实了之前的结论,即新冠病毒与从蝙蝠上分离的冠状病毒株RaTG13最为相近,并且与几种不同地区来源的穿山甲冠状病毒株和 SARS病毒相距较远。然而,尽管先前研究认为RaTG13和新冠病毒在全基因组核酸序列上只有4%的区别,但研究人员通过对中性位点的比对后发现,新冠病毒与 RaTG13的区别要比研究人员原来认识的大很多。

总而言之,这项研究首次揭示了新冠病毒存在两种亚型,并且推测它们的致病性和传播能力有较大差别。但作者在文中也强调,103例病毒株基因组数据量仍然较少,后续仍需扩大样本量以验证这些结论或推测。

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