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新冠病毒已突变,演化出两个亚型,意味着什么?

Pixabay / CC0

啊,好多同学觉得太长想直接问是不是更严重了,我把我在评论区的回答概括在这里。

病毒自然突变是不可避免的,现在突变的很少,而且没有重组发生,没有对疫情有影响,疫情也没有变严重,同时目前的突变还不太会影响到现有疫苗的开发工作。

同时这是个回顾性研究,病毒早就突变了,不是刚突变的。

虽然病毒自然进化出了传染力和毒性更强的类型,但是在人工干预的情况下这些毒性强的病毒反而优先被控制住了,所以现在传播的更多的是毒性弱的种类。

啃了论文,论文大概提出了几个要点。

1.论文作者做了最近最大的一波基因型分析(然而也只有 103 个),根据其中 101 的病毒进行分型,总结出了 2 个不同的类型 L 和 S。

2.S 型病毒更古老,L 型病毒比较新。

3.L 型病毒的毒力和传播性较强,S 型比较弱。

4.可能是因为 L 型攻击力比较强的原因,导致更多的 L 型病人得到了较好的控制,以至于 L 型被人工干预较严重。

5.S 型因为毒性较弱,反而流传到外地较多,同时因为 L 型被压制的原因,在 1 月份以后占比提升显著。

6.在 103 个样本中都是单独感染性,只有一个患者发现了疑似 2 个病毒型的混合感染。但不确定。

7.论文作者也认同病毒的 S 蛋白区域来自马来西亚穿山甲冠状病毒的重组,这可能是一种自然选择的结果。

8.目前还没有监测到病毒有发生重组迹象。

我后边开始更新正文。

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaa036/5775463?searchresult=1

有同学下载不了我发的 PDF 链接,我就直接上论文网站地址啦。

病毒变异这个是再正常不过的事情了,RNA 单链病毒这玩意本身不稳定性太强,在复制的过程中出个错或者与宿主体内其他存在的同类病毒甚至是不同类型的病毒产生个重组都是很常见的情况。

比如论文作者分析了蝙蝠的冠状病毒与马来穿山甲的冠状病毒的 S 蛋白受体的结合域(RBD),判断很可能是这两个病毒发生了重组,生成了现在我们流传的新型冠状病毒。而这这还不是一个单纯的随机组合事件,是一种属于自然选择的行为。

这句话可以理解为这种重组在自然选择下可能是一种必然的存在,就是更有利于病毒的传播与繁衍,所以这种重组是不可避免的。

接下来说这次论文里提到的 S 型和 L 型病毒,其实这 2 个名字来源很简单,作者在分析了 149 个突变位点中的找出了 43 个同义和 83 个非同义突变,其中大多数的突变都是非常低的,同时并没有发现病毒有重组迹象。

而同时作者发现在 8,782 这个位点和 28,144 处的位点基因显示出显着的连锁关系(linkage,这玩意解释起来比较复杂,大家就当这 2 个基因关联性很强,在病毒被复制的时候会同时一起被保留下来)。

在 103 株 SARS-CoV-2 病毒株中,72 个毒株表现出“ CT”单倍型(定义为“ L”型,因为 T28,144 位于亮氨酸的密码子中)和 29 个毒株表现出“ TC”单倍型(定义为“ S”型,因为 C28,144 位于丝氨酸的密码子中)。

CT 就是 DNA 构成的哪个 ACTG 碱基的 CT,密码子就是 ATCG 的碱基对翻译成蛋白质的一个表,类似于乘法口诀表,3 个碱基对对应一个氨基酸。

SARS-CoV-2 病毒分为两种主要类型,L 是主要类型(70%),S 是次要类型(30%)。

蓝色是 L 型病毒,红色是 S 型病毒,每一个小节点是一个病毒样本的编号,那么能看的出来是从 S 型红色病毒进化出了 L 型蓝色病毒,以及他的一个进化过程。

同时采用 S 型病毒、L 型病毒,与穿山甲冠状病毒以及蝙蝠身上的病毒还有 SARS 进行对比也能发现,S 型病毒更接近与穿山甲冠状病毒和蝙蝠冠状病毒。

L 类型是 S 类型突变过来的,但 L 的比例更多,可以说明 L 具有比 S 类型更高的感染力率。

从武汉分离出的 27 种病毒中,有 26 种(96.3%)是 L 型,只有 1 种(3.7%)为 S 型。但是,在武汉以外的其他 73 种病毒中,有 45 种(61.6%)L 型,其中 28 种(38.4%)为 S 型。比较表明,L 型是武汉的流行程度明显高于其他地方。2020 年 1 月 7 日之前分离出的 26 个样本全部来自武汉,从 2020 年 1 月 7 日开始收集的 74 个样本中,只有一个来自武汉有 33 个来自中国其他地方,40 个来自中国以外的患者。

结论可能是 L 型虽然传播力更强,但是 L 型的毒性也可能更强,以至于更容易被人类的防控措施所压制,也就是人工选择(区别于自然进化)使得更古老,毒性更低的 S 型传播范围更广了。

通过上图能看出来武汉以外地区 S 型明显多一些,而且随着我们的国家防控措施生效以后 L 型得到了有效的抑制,使得 S 型病毒比例增加了。

目前没太搞清楚病毒是怎么从 S 型进化到 L 型的,但是从少数病患体内(一个美国一个澳大利亚)发现患者体内可能同时存在 S 型和 L 型的病毒。有可能是他们被 2 种病毒感染。

最后要说的是,以上信息都是生信分析出来的结果,还要结合具体的流行病学的分析结果,同时本次虽然做 103 个样本的分析,但是对于目前全球感染量超 10 万,大家感受下比例,大概 0.1%不到,这个对于统计学还是生信来说样本量还是太小了,可能存在错误的情况。

我想起来忘了写哪个部分了,忘了全家福哎。

这张图里把所有的 S 和 L 型病毒进行的进化树的分类,其实大家可以直观的看出来 S 和 L 并不是 2 个病毒的名字,而是两类具有一些共同点的病毒分类。每一个病毒之间多多少少都有一些不同的突变的,这正符合了 RNA 病毒复制的过程中没谱的情况。

大家感兴趣可以把这个图片放大,比如 WH 的就是从武汉找到的样本,后边的 WH-2020/01/05 就是病毒被检测或者测序的时间,同理 GD 就是广东,USA 就是美国啥的。很容易理解。在这棵树上离得越近的病毒说明他们的序列越接近,离得越远的说明他们的序列差的越多。

举个例子,USA-2020/1/25a 和 US-2020/1/19a 和 USA-2020/1/25b 这三个美国的样本就基本是一致的序列,他们和 CQ-2020/1/21a 非常接近 CQ 我估计应该是重庆。

如果配合上流行病学的调查,比如这三个美国患者去过重庆,或者是接触过从重庆回来的感染者一类的,就可以分析了。所以光生信是不行的,还是要结合流行病学的调查结果。