病毒突變不是什麼新鮮事，尤其是RNA病毒，突變更是常見，這也是為什麼流感病毒疫苗相對於乙肝病毒疫苗來說難以研發的因素之一，因為前者是RNA病毒，後者是DNA病毒。對於每一個接觸過分子生物學實驗、有著基本科學素養的人來說，“突變”更像是一種中性詞，有好的一面，也有壞的一面。然而，對於大多數非專業領域的人員來說，則談“突變”色變。當然，一方面需要科研人員帶來更權威、更專業的解釋（需要提一句的是，我們都知道科研更多的是一種“提出假說-驗證假說-否定假說-再提出新假說”的過程，因此我們也應該給科研人員更多的寬容，因為本來科研就是不斷完善和發展的），另一方面，在這個人人都是媒體的年代，如何能堅持底線，不盲目解讀科學結論、不傳播不責任的內容，也是每一個在傳播鏈節點上的個體要思考的。
撰文 | 唐小糖
SARS-CoV-2自爆發以來，“突變”始終是人們所關心的話題，截至目前已有數十篇研究聚焦此話題。以最近的幾篇研究為例，2020年2月17日，廣東省疾控中心在預印本medRxiv的一篇研究表明廣東的SARS-CoV-2和武漢早期的SARS-CoV-2 基因組之間幾乎沒有發生突變【1】；2月19日，中科院西雙版納熱帶植物園在預印本ChinaXiv上傳的研究通過分析93個樣本的基因組數據發現僅有120個核苷酸位點發生突變，這些突變均勻分散在10個編碼區【2】；2月25日，南方醫科大學分析比較38株病毒基因序列後發現，以最早測定的序列為參考，共計有117個位點突變，變異位點沒有聚集性，相對均勻地分佈整個基因組【3】；3月3日，中國疾控中心領銜在預印本bioRxiv上傳的研究分析120個樣本的基因序列，發現基因組中僅有幾個突變，整體突變程度較低（詳見BioArt今日推出的另一篇文章《獨家全文編譯 | 新型冠狀病毒在進化過程中的突變、重組和插入》）
【4】。以上各項研究表明在約30000個鹼基的病毒基因組中，目前整體突變程度較低，未發生重組現象。此前，耶魯大學流行病學專家Nathan D. Grubaugh等專門在Nature Microbiology上發表評論文章，指出病毒突變符合正常流行病學規律，不應該引起恐慌（詳見BioArt報道：新冠病毒突變不應引起恐慌，病毒突變符合正常流行病學規律）【5】。
2020年3月3日，北京大學生命科學學院陸劍課題組和中國科學院上海巴斯德研究所崔傑課題組合作，在National Science Review在線發表題為“On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2”的文章，對SARS-CoV-2的演化動態進行新的解讀。不同的突變類型具有不同的演化壓力，非同義突變率與同義突變率的比率，ω = dN/dS，用以描述在蛋白質水平上的選擇壓力。該研究首次考慮到非同義突變受到負選擇（淘汰）的壓力大，並通過對比同義（中性）突變來研究SARS-CoV-2的演化進程。並且根據基因組不同的突變位點，將SARS-CoV-2的分為L和S兩個類型，同時探討了當前人為干預措施對兩種類型演化動態可能產生的影響。
研究人員分析了來自公共數據庫的103個SARS-CoV-2基因組，結果表明這些病毒株一共存在149個突變位點，且多數為近期發生。進一步分析發現位於參考基因組(NC_045512)第8782位的T-C突變（同義突變）和28144位的C-T非同義突變的兩個突變位點高度連鎖。在所分析的103個SARS-CoV-2基因組中，有72個(約70%)基因組在28144位ORF8基因中對應的氨基酸為亮氨酸（L），定義為“L”型；29個 (約28%)在28144位對應的氨基酸為絲氨酸（S），定義為“S”型，另外2個基因組中，1例可能是L和S型的混合體，而另1例突變則不屬於這兩個類型。通過與其他冠狀病毒進行比較，發現S型與蝙蝠冠狀病毒在進化樹上更接近，更古老可能為祖先類型（在當前病毒溯源不是十分清楚的情況下不能絕對化），L型則可能由S型演化而來。
103個SARS-CoV-2基因組的分型，藍色為L型，紅色為S型
L和S兩種類型在空間和時間上分佈各有什麼特點？在所分析的病毒中，來自武漢的病人中，有26 例（96.3%）感染的是L型，1例（3.7%）感染的是S型；而武漢外的患者有45 例（61.6%）感染的是L型，28例（38.4%）感染的是S型。這表明武漢患者主要感染的是L型；時間上來看，在1月7日前，採樣全部來自武漢，S型比例不到4%，但1月7日之後，絕大部分樣品來自武漢之外，隨著病毒在人群中的持續傳播，S型的比例逐漸上升至38%。
在早期的傳播過程中，作為祖先型的S型幾乎完全被L型取代，但隨著時間推移，S型又逐漸上升，研究人員推測L型可能傳播能力更強，複製速度更快，潛伏期更短，因而早期會在人群中快速擴張。但隨著醫療和隔離措施的加強，L型的負選擇壓力變大，所以S型頻率逐漸上升。
讀者們尤其要注意的的一點是，不管是L型還是S型（且不說僅僅是基於有限數據的推論），其中之一都不是在在人群中傳染過程中顯著變異，而更有可能是爆發時候就存在。這一點，澎湃新聞存在明顯的誤讀（上圖），讓大眾誤以為病毒經過這一兩個月的傳播在人群傳播過程中發生明顯變異導致複製速度更快和潛伏期更強。新冠病毒作為RNA病毒突變有什麼大驚小怪？傳染力有差異也僅僅是推測。大眾媒體下結論一定要慎之又慎。該話題微博佔據熱搜第一很長時間，閱讀量超過4億，不少網友留言表示驚恐。這樣的新聞實在是要不得。
值得一提的是，BioArt今日推出的另一篇文章《獨家全文編譯 | 新型冠狀病毒在進化過程中的突變、重組和插入》也支持當前病毒分為兩個類型的結論，同樣表明兩個類型在病毒爆發的早期共存。
SARS-CoV-2兩種類型的時間分佈和空間分佈
此外，研究人員還分析SARS-CoV-2與蝙蝠冠狀病毒RaTG13的基因組差異，發現雖然SARS-CoV-2與蝙蝠冠狀病毒RaTG13總體只有約4%的差異，但同義突變的差異卻達到17%。這一結果說明兩者的遺傳距離比之前的認識實際上要遠得多，相當於人與黑猩猩差別的14倍，人與恆河猴差別的2倍。SARS-CoV-2 和來自廣東的穿山甲冠狀病毒之間的基因組的dS值為 47.5%，這與人類和小鼠的差異（50%）相當，甚至SARS-CoV-2和廣西穿山甲冠狀病毒的差異更大，為72.2%。
研究人員通過對比廣東的馬來穿山甲冠狀病毒發現，S蛋白的RBD區域具有較高的突變率（F486、Q493、 S494、 N501和Y505五個關鍵位點dS = 0.411、dN = 0.019、ω= 0.046）。如果SARS-CoV-2是從馬來穿山甲冠狀病毒重組而來，需經19.8-55.4年。所以該研究結論不支持SARS-CoV-2由穿山甲冠狀病毒近期重組而來的觀點。
SARS-CoV-2於近緣冠狀病毒的系統發生樹
總的來說，本研究通過103個SARS-CoV-2的基因組分析，首次系統闡述了病毒在人群傳播過程中的演化動態。依據第8782位和28144位突變將病毒分為L型和S型，且在病毒爆發早期以L型為主導，進行人為干預如醫療和隔離措施的加強後，選擇壓力的變化使從L型為主導變為S型主導，這一持續發展中的類型可能需要醫療機構的重點關注。此外，對於SARS-CoV-2的起源，本研究不支持由穿山甲冠狀病毒近期重組而來的觀點，而更傾向於是趨同演化的作用。
研究人員特別強調，103個病毒株基因組數據量較少，後續工作需要擴大樣本量，以驗證這些結論或推測。此外，病毒分型的依據突變處在orf1ab中，它編碼病毒基因組所必需的複製/轉錄酶，對感染機制可能也有影響。所以病毒不同亞型與其致病性的關係還不清楚，可以通過把基因組數據和病例結合起來分析，獲得毒力/致病性的更多證據。但由於種種原因，研究者無法得到患者資料，也無法得到更多基因組數據。
此外，作者還強調，新冠病毒不是新近發生變異而分化成L和S型，而是這兩個突變型在病毒爆發的早期可能就已經存在，是現在的隔離和醫療措施把可能更有害的L型頻率給降低了。這一結果說明當前防疫和治療的策略及措施是完全正確、並富有成效的。當然，他們的結果是建立在非常少的樣本量，並且主要是基於分子演化的結果。更全面的病毒演化信息還需要更多專家們用更多樣品結合臨床數據來驗證。
值得注意的是，與本篇研究相同，中國疾控中心同日在bioRxiv的研究也依據8782位點和28144位點的不同突變將SARS-CoV-2毒株分為兩種類型【4】，兩篇研究相互印證。
截至3月4日，GISAID中目前已上傳158株SARS-CoV-2基因組序列，但中國大陸只有2月9日之前的毒株，且大都集中於1月29日之前，1月29日之後只有4例，想要獲得更多的病毒演化相關的信息需要結合近期鑑定的病毒基因組序列進行分析。筆者衷心希望研究者們在科學研究上能夠做到資源共享，共同推動科學發展。
再強調一遍，共享新冠病毒基因組序列在當前十分重要，這個時候有資源的研究團隊千萬不要藏著掖著！！！
已上傳至GISAID中的SARS-CoV-2的基因組序列
（來源於GISAID網站，https://www.gisaid.org/epiflu-applications/next-sars-cov2-app/）
原文鏈接：
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa036
參考文獻
1. Kang M, et al. Evidence and characteristics of human-to-human transmission of SARS-CoV-2. medRxiv. Posted February 17, 2020.
2. Yu W, et al. Decoding evolution and transmissions of novel pneumonia coronavirus using the whole genomic data. Chinaxiv. Posted February 21, 2020.
3. http://www.fimmu.com/info/1241/9099.htm
4. Wu A, et al. Mutations, Recombination and Insertion in the Evolution of 2019-nCoV. bioRxiv. Posted March 02, 2020.
5. Grubaugh ND, et al. We shouldn’t worry when a virus mutates during disease outbreaks. Nat Microbiol (2020).
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