近期，科學家們在對新冠病毒和2003年暴發的SARS病毒進行了進化動態方面的比較和推演。他們驚訝地發現，疫情暴發至今僅5個月的時間內，新冠病毒（SARS-CoV-2）已在人體產生了調整適應，從而更順暢地引發了大流行。
觀察結果表明，2019年末首次檢測到新冠病毒時，它已經預先適應了人類傳播，其程度類似於SARS病毒流行的晚期階段。但是，尚未發現源自人類適應性較差的新冠病毒進化前身或平行分支。
由於新冠病毒傳染性極強、暴發模式不確定，引起了公眾及國際社會的廣泛關注，研究人員們期望查明來源，並防止在不久的將來這種流行病“捲土重來”。
加拿大英屬哥倫比亞大學動物學系“生物多樣性研究中心”的研究人員近日在bioRxiv上發表了相關研究，題為“SARS-CoV-2 is well adapted for humans. What does this mean for re-emergence? ”
為了尋找有關中間宿主的線索，研究人員們分析了有關新冠病毒如何動態進化和適應人類傳播的最新關鍵發現，並研究了武漢華南海鮮市場的環境樣本。
此前已有幾份報告指出，新冠病毒在遺傳上似乎比較穩定，適應壓力不大，這對於診斷、疫苗和治療方法的發展是一個好兆頭。而特定的抗病毒劑、抗體或疫苗，對新冠病毒的有效時長，取決於目標基因或蛋白質的進化速度和擴展程度。
為了確定有效的治療方法，研究團隊提取了新冠刺突蛋白的精確結構，理想情況下是與潛在的候選藥物結合——其中一些藥物已經在進行臨床試驗。
那些與這類方法相沖突的新冠病毒變體——無論是傳播力更強或已經不再適應宿主，對研究工作的進展都顯然會產生非常不利的影響。因此，確定靶向的新冠病毒基因已經趨於穩定，並儘快鑑定出新的有毒變異體顯得非常關鍵。
在本次分析中，研究人員們為以下人群選擇了跨越3個月時間的高質量基因組：11種處於流行早期至中期的SARS病毒基因組，32種流行後期的SARS基因組，46種新冠病毒基因組（包括2019年12月上旬的分離株WuhanHu-1），以及今年1-3月每個月從不同地理區域採樣的15個隨機選擇的基因組。
為了更好地瞭解新冠病毒基因組的穩定性，研究人員對這些病毒基因組的進化動態進行了並行比較。他們驚訝地發現，新冠病毒與SARS病毒相比，具有較低的遺傳多樣性，而SARS病毒在其早期至中期的流行階段具有相當大的遺傳多樣性（圖1）。物種之間和人類之間的一系列適應活動，最終導致了SARS病毒的高度傳染性，該病毒主導了流行後期的階段。
如今新冠病毒的暴發如此劇烈，也就可以推斷——新冠病毒在爆發之初就已經高度適應於人類，並表現出極強的傳播能力。
圖1. SARS-CoV和SARS-CoV-2遺傳差異的比較
相比其他病毒樣本，新冠病毒的遺傳多樣性與SARS病毒流行後期的遺傳多樣性更為相似。實際上，新冠病毒分離株之間共有的認同度過高，因此無法模擬定點選擇壓力。
理想情況下，隨著更多突變的發生，當鑑定出來自中間宿主物種的新冠病毒時，將有可能對SARS一樣進行選擇壓力建模。有研究發現，從馬來西亞穿山甲中分離出的一種冠狀病毒的遺傳序列與新冠病毒（SARS-CoV-2）有高達91%的同源性。研究人員還基於此，提出了追查並消除新冠病毒祖先病毒株的建議。
圖5.人類、動物和環境樣品中基因組和S基因同一性的比較
對43個SARS病毒和46個SARS病毒基因組的檢查顯示，在相似的3個月內，取代數存在顯著差異（圖1A），與早期至中期流行的SARS病毒相比，其基因多態性相比處於流行後期的SAR病毒或新冠病毒要更高（圖1B）。為了排除二次抽樣失誤偏差，研究人員對GISAID上所有高質量新冠病毒序列進行了100次抽樣實驗。
圖2.處於流行初期至中期階段的SARS病毒，以及晚期流行SARS病毒、新冠病毒中每個指示基因的dN和dS成對錶達。
即使到2020年4月28日，與處於流行早期至中期階段的SARS病毒相比，在GISAID上可獲得的跨越4個月的新冠病毒基因組仍顯示出適度的遺傳多樣性。該分析給研究人員們的一個提示是，可以通過從不同或較高的樣本中進行採樣來擴大遺傳多樣性。
圖3. SARS病毒中的刺突蛋白進化：僅顯示了在分離物中不同的殘基。黑色輪廓強調了每個流行階段每個位置上的最新變異。
圖4. 新冠病毒（SARS-CoV-2）中的刺突蛋白進化：分析中的151個分離株包括WuHuaHu-1和今年1-3月之間每月隨機選擇的50個基因組。僅顯示了分離株之間不同的殘基。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
參考來源：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.01.073262v1.full.pdf
https://www.thehindu.com/sci-tech/science/broad-spectrum-antiviral-inhibits-novel-coronavirus/article31489418.ece
