用分子人类学方法研究病毒传播路径

本文刊载于《三联生活周刊》2020年第16期，原文标题《用分子人类学方法研究病毒传播路径》，严禁私自转载，侵权必究

一篇新发表的论文鉴别出了新冠疫情早期出现的3种病毒亚型，其中A型最为古老，但武汉流行的主要是源自A型的B型，而欧洲流行的主要是源自B型的C型。

主笔/袁越

剑桥大学迪斯尼讲席教授科林·伦福儒博士

来自英国剑桥大学和德国明斯特大学的科学家在2020年4月8日出版的《美国国家科学院院报》（PNAS）上发表了一篇论文，鉴别出了新冠疫情暴发早期出现的3个主要亚型。其中A型最为古老，但在武汉传播较少，其变种主要流行于美国和澳大利亚；在武汉流行最广的则是从A型进化来的B型，原始B型仅限于东亚地区，其余地区也有零星B型出现，但都是原始B型的变种；欧美地区主要流行的是源于B型的C型，此型在中国大陆尚未发现病例，但却存在于中国香港、新加坡和韩国等东亚地区的样本中。

这篇论文的通讯作者是考古学界的泰斗级人物，剑桥大学迪斯尼讲席教授科林·伦福儒（Colin Renfrew）博士，他因在考古学领域做出了很多突出贡献而被授予勋爵（Lord）的封号。其他几位作者都是分子人类学领域的专家，该领域试图用DNA序列来研究人类的进化轨迹，所取得的成果有目共睹。

这一研究领域开始于上世纪80年代的线粒体DNA测序列分析，来自美国加州大学伯克利分校的科学家们用这个方法画出了第一棵人类进化树，其根部就是大家耳熟能详的“线粒体夏娃”。但是科学家们很快发现，这种看似简单明了的“树状分析法”（Tree-building Method）并不能很好地描述人类的进化路线，因为早期人类进化路径相当复杂，最古老的分支很可能和新出现的分支相并行，彼此之间不断发生杂交。所以从上世纪90年代开始，人类学家们修改了分析方法，改用“系统发育网络分析法”（Phylogenetic Network Method）来研究人类进化路径，其结果更加准确地反映出早期人类进化的复杂性，因此很快就被视为人类进化研究的黄金标准。

此法后来被应用于其他一些领域的研究，包括人类语言的进化，都取得了不错的成果。由于新冠疫情的严重性，伦福儒博士等人首次将此法运用于追踪病毒的传播路径，这篇论文就是这个研究团队发表的第一个研究成果。

这篇论文的研究对象是世界各国科学家公布的首批160个新冠病毒全基因组序列，样本采集时间从2019年12月24日开始，到2020年3月4日为止。研究人员假定新冠病毒来自中华菊头蝠冠状病毒RaTG13，该病毒样本是中科院武汉病毒所石正丽研究员所率领的团队于2013年在中国云南采集到的，基因序列和新冠病毒的相似度高达96.2%。

根据这一假定，研究人员将RaTG13作为病毒进化网络的“根”，并以此为原点，将这160个新冠病毒分成3个亚型。其中A型最为古老，很可能是蝙蝠病毒最早传入人类时的形态。A型包含两个亚簇，在中国、美国、澳大利亚和其他东亚国家均有分布，其中美国的A型患者曾有武汉旅行史，其携带的A型病毒是武汉A型的一个突变体。

值得注意的是，A型患者将近一半是在东亚以外的地区发现的，但这个结果并不能说明A型不适合东亚人，也有可能是因为早期感染A型病毒的武汉人接触的人不多，传染范围有限，直到突变为B型之后接触到了更多的人，才有机会在武汉大规模传播开来。

B型是A型的一个突变体，主要分布于武汉，其余B型散见于美国、加拿大、墨西哥、法国、意大利和澳大利亚等地。其中分布于武汉的都是原始B型，而其他非东亚国家的B型都是突变B型，似乎原始B型无法突破东亚屏障，必须发生某个基因突变才能从东亚传播出去。论文作者认为，这个现象很可能是由于“奠基者效应”（Founder Effect）所导致的，即原始B型因为某种原因没有机会扩散，某个突变型正好有机会出国，于是此人就成了该国所有B型的“奠基者”，导致该国后续的患者大都是这种突变B型。

与此同时，论文作者也提出了另一个假说，认为上述现象有可能说明原始B型因为某种原因（免疫学或者环境等）很难传到东亚之外的其他地方，必须发生基因突变才具备传播性。不过，这个假说同样需要更多证据（比如细胞蛋白通路等）的支持，仅凭目前数据不能得出结论说病毒进化出了一种专门针对东亚人的新突变。

C型是B型的一个突变体，主要分布在欧洲。中国大陆尚未发现，但中国香港、中国台湾、韩国和新加坡等地均已有发现。

论文作者认为，这项研究最重要的意义在于追踪病毒的传播轨迹，找到此前未被发现的潜在传染源，从而帮助防疫部门提前将源头堵住，防止其扩散。

比如，论文作者举了一个2月28日确诊的墨西哥病例。遗传分析表明，该病毒来自意大利，而意大利病毒最早来自德国，后者又可以一直追踪到上海和武汉。后来根据病人的旅行史调查得知，这位墨西哥病人确实曾经去过意大利，病毒就是这样从意大利传到墨西哥的。而意大利病毒的源头来自1月27日发现的最早的一例德国病例，该病人受雇于一家跨国公司，病毒传染自她的上海同事，而这位同事的父母曾经从武汉去上海看望过她，病毒很可能就是她的父母从武汉带去上海的。病毒的这条传播链条包括了10个基因突变，时间跨度长达一个月。如果能通过“系统发育网络分析法”第一时间发现这条传播链，就有可能提前行动，将其阻断。

根据剑桥大学官网的报道，这篇论文发表之后，论文作者又分析了一批新的病毒基因组序列，样本总数已经达到1001个。根据新的数据，论文作者得出结论说，新冠病毒最早入侵人类的时间大致在2019年9月中旬到12月初之间。但是，这个结论尚未经过同行评议，只能当作未经证明的假说来看待，尚不能作为任何实际行动的理论依据。

总之，这篇论文反映的是新冠疫情暴发早期的情况，相当于超新星刚开始爆发时拍的一张快照。论文作者认为，此后该病毒出现了太多的基因突变和交叉感染，已经很难描绘出病毒传播的清晰图像了。但无论如何，新冠病毒的传播方式和早期人类进化的模式非常相似，两者都很难用一张简单的树状图来描绘。

换句话说，新老病毒应该是同时存在和传播的，其传播路径更像是一张网，把整个人类罩在其中。

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