近日,Looks接受CNN(CNN)在采访中说道,它的研究团队超过7600对全球20名新冠肺炎患者提取的新冠肺炎进行基因分析后发现,自去年年底以来,这种病毒在世界各地迅速传播。
Bao Looks的团队对新冠肺炎的突变进行了研究,并发现了其快速传播的证据,但到目前为止,没有证据表明这种病毒更容易传播或导致严重疾病。该小组研究了全球病毒数据库中不同时间和地点收集的样本,结果发现,所有这些病毒样本都出现了多重突变,而这些突变是相似的。
研究指出,从系统进化估计的角度来看,新冠肺炎·疫情开始了2019年10月6日至2019年12月11日之间,这大概就是它从自然宿主进入人类社会的时间。
“这项研究排除了新冠肺炎在被发现之前就已经传播的可能性、任何感染了大多数人的假设。” 看起来是对的CNN说。
研究小组称,这意味着没有人对这种病毒产生了某种免疫力,最多只有10%我已经联系了新冠肺炎。同时,该小组检测到的病毒重复同源突变可能表明新冠肺炎仍在适应新的宿主——人类。
这个结果也意味着,在第一个官方病例被报道之前的几周甚至几个月,这种病毒就在欧洲出现了、美国和世界其他国家,它几乎同时在所有国家被引进和传播。
鲍看着说,“都在努力寻找‘零号病人’这些想法毫无意义,因为太多了‘零号病人’。”
本研究从进化和变异的角度探讨了新冠状病毒如何适应其人类宿主,它将为相关药物和疫苗的直接设计提供信息。
新冠肺炎的基因组多样性分析:最近的共同祖先病毒出现在2019年底
第一个完整的新冠肺炎基因组序列发现于1980年2020年1月5日发布,然后成千上万的病毒基因被测序并发表、用于流行病学和其他研究。
RNA每次病毒复制自己时,它都会出错,让它变异,这些突变可以被称为“分子钟(molecular clock)”,通过时间、地理位置等信息,帮助研究人员追踪病毒的传播情况。
研究人员发现,SARS-CoV-2基因组的一部分在多次突变后基本保持不变,而其他地区积累了遗传多样性。
研究人员依靠“全球流感数据共享计划(GISAID)”数据库,创建了一个文件,其中包含7666新冠肺炎公共基因组数据集,并分析了新冠肺炎基因组多样性随时间的变化。
这7666个 SARS-CoV-2是的,基因组COVID-19疫情有很好的地理和时间覆盖面,对于研究人员来说遗传进化树表达了基因组数据的收集时间与其进化过程的关系,此外,还绘制了辐射图和线性布局图。
7666全球测序 SARS-CoV-2基因组取样时间与病毒进化的关系,图c这是一个辐射图
研究人员称,在数据收集的时间范围内,如果有一个可测量的进化过程,那么采样时间和进化过程之间将出现正相关。特别,与最近的共同祖先病毒相比,新分离的病毒株越多,基因组中积累的变异就越多。
采样日期与病毒进化过程之间的回归原点分析表明,病毒基因组最近的共同祖先(the Most Recent Common Ancestor,MRCA)大约在2019出现在年底前后。
通过进化模型“分子钟”评估软件TreeDater等,研究人员观察了病毒基因组最近的共同祖先,它的出现时间大约是2019年10月6日至2019年12月11日,这相当于新冠肺炎开始流行的时间。
研究人员指出,这个时间间隔与之前使用各种计算方法对新冠肺炎基因组数据的一个小子集的估计大致相同,然而,由于庞大的数据集、一些比较复杂的推理方法是不能用的,这个结果还是要慎重接受的。
研究小组还发现,在新冠肺炎疫情的现阶段,SARS-CoV-2基因组只积累了中等程度的遗传多样性,任意两个基因组之间的平均值SNP(单核苷酸多态性)成对差异是9.6。这意味着,新冠肺炎基因组的共同祖先已经很久没有出现了、相对较新。
它几乎同时在所有国家被引进和传播,它在第一次感染后迅速传播
对于研究人员来说“一切无处不在(Everything is everywhere)”描述在许多国家发现的新冠肺炎基因组的特征。
事实上,英国、美国、冰岛、澳大利亚等大多数国家都有SARS-CoV-2基因组多样性基本上总结了7666基因组数据集COVID-19全球多样性。
英国、美国、发现于冰岛和中国SARS-CoV-2全球基因组中遗传多样性的比例
这意味着,在新冠肺炎的这些国家,局部流行是由大量独立病毒基因组的进入和传播引起的,它几乎同时在所有国家被引进和传播,且它在第一次感染后迅速传播。中国是个例外,虽然这里被普遍认为是新冠肺炎疫情的最初爆发地,但事实上,中国的新冠肺炎基因组只包含了全球多样性的一小部分。
通过关注独立重复发生的同源突变,研究小组发现SARS-CoV-2基因组的198的频繁变异(recurrent mutation),这些突变可能标志着基因的趋同和进化,在适应的背景下SARS-CoV-2尤其易受人类宿主感染。近80%频繁的突变在蛋白质水平上产生了非同义的变化,研究人员认为,这表明SARS-CoV-2为了适应人类,变异不断发生。
SARS-CoV-2的结构由两部分组成、编码非结构蛋白的开放阅读框(ORF);四种结构蛋白:刺突(S)、包膜(E)、膜(M)和核壳(N);和一系列小的附属因素。研究人员发现,上述突变频繁发生198个位点(占据所有站点0.67%)与7666个基因组的290氨基酸的变化是相关的。在这些氨基酸的变化中,232包含非同义突变,58包含同义突变。
研究人员进一步观察到,Orf1ab中编码Nsp6、Nsp11、Nsp13该地区的三个地点,并且在刺突蛋白的一个位点有很多频繁的突变。
作者认为,至今,在人类中传播SARS-CoV-2突变中,大多数突变可能是中性的,甚至(是的,病毒基因)有害的。和突变的同源性,例如在这项研究中发现的那些198频繁突变位点,可能是中性进化的产物,也可能是持续选择的结果。
研究人员指出,理想情况下,药物和疫苗的设计应该有针对性SARS-CoV-2基因组相对没有变化、高度受限区域,以避免抗药性。在这些同源突变位点中,不涉及极性改变的部分可能反映了这些位置的强烈进化限制,并可能成为药物或疫苗的设计靶点。
研究人员还指出,由于SARS-CoV-2这是一种导致人畜共患病的病毒,它很可能不能很好地适应它的人类宿主。虽然SARS-CoV-2种群可能进化成不同毒力、传播能力不同的亚型,但必须强调的是,目前,没有证据表明SARS-CoV-2具有独特表型的进化。
随着新冠肺炎疫情在全球的发展,越来越多的病毒基因组数据将用于监测SARS-CoV-2的演变。研究小组称,对病毒基因组变化的持续监测将有助于人们更好地了解宿主和病原体之间的相互作用,从而为药物和疫苗设计提供信息。
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