《纽约时报》:纽约大部分新冠病例来自欧洲

2020
04/23

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魏思晨、程续东方(编译) / 光明日报
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凡·巴克尔博士和他的同事发现了一种纽约病毒,与贝德福德博士和他的同事发现的一种华盛顿病毒一样。


《纽约时报》4月8日报道:一项研究结果显示,纽约地区的新冠肺炎流行始于2月中旬,早于当前已知首位确诊病例几周的时间,同时游客们所带来的病毒主要来自于欧洲而不是亚洲。“最主要的(病例)明显是欧洲的”哈姆·凡·巴克尔说道,他是一名来自西奈山伊坎医学院的基因学家,他参与撰写了一个正在等待同行评审的研究。

另一个来自纽约大学格鲁斯曼医学院的团队得出了高度相似的结论,尽管他们研究的是另一组病例。两个团队分析的冠状病毒基因组都是取自3月中旬的纽约市民。研究显示,如果实施积极的检测计划,可能会探测到病毒在之前的隐性传播。

1月31号,特朗普总统禁止过去两周曾经到访过中国的外国人进入美国。

直到2月底,意大利才开始封锁城市和乡镇。当3月11日特朗普先生宣布他将会禁止大部分欧洲国家的游客进入美国的时候,纽约人已经带着病毒回到了纽约。

“人们只是没有注意到”,阿德里亚娜·埃吉说道,她来自于纽约大学的团队。

埃吉博士和凡巴克尔博士隶属于同一个国际病毒史学家协会。他们通过研究从成千上万的患者身上提取的病毒遗传物质,从中寻找病毒暴发的历史线索。

病毒侵入细胞并接管其分子结构,使其产生新的病毒。

这一过程是快速且未经思考的。这导致新的病毒可以获得在原始病毒中不存在的新的突变。如果一种新的病毒设法逃离宿主并感染其他人,它的后代将继承这种变异。

追踪病毒突变需要对病毒的所有遗传物质——基因组进行排序。一旦研究人员收集到大量病毒样本的基因组,他们就可以比较它们的突变。

然后,精密的电脑程序可以找出所有这些突变是如何随着病毒从同一个原始病毒进化而来的。如果他们得到足够的数据,他们就可以粗略地估计这些原始病毒存活了多久。这是因为突变发生的速度大致是有规律的,就像一个分子的时钟。

来自于宾夕法尼亚州立大学的马切伊·博尼和他的同事们最近使用了这一方法来研究冠状病毒最初的出处。尽管阴谋论宣称病毒可能是在一个实验室中被人为编制出来的,但该病毒的基因组明确地显示它是在蝙蝠中产生的。

冠状病毒有很多种,它们既可以感染人也可以感染动物。博尼博士和他的同事们发现,这种新病毒的基因组包含了一些与可感染蝙蝠的冠状病毒株有共同之处的突变。

研究人员发现,与新冠病毒关系最密切的是一种中国马蹄蝠。但是自从几十年前从蝙蝠病毒中分离出来后,这种新的病毒已经发生了一些罕见的突变。

博尼博士说,原始病毒可能产生了许多毒株,感染了马蹄蝠,或许也感染了其他动物。

“很可能存在大量的、未取样的多样性。”他说。

复制的错误并不是新病毒出现的唯一途径。有时两种冠状病毒会感染同一个细胞。它们的遗传物质混合在新的病毒中。

这是完全可能的,博尼博士说,在过去的十或二十年,一种混合的病毒出现在一种马蹄蝠体内,这种蝙蝠也很适合感染人类。后来这种病毒设法跨越了物种屏障。

“有时候,这些病毒中的一株会中彩票。”他说。

今年1月,一个由中国和澳大利亚研究人员组成的团队公布了这种新病毒的首个基因组。从那时起,世界各地的研究人员已经对超过3000个基因进行了测序。有些基因彼此相似,而另一些携带独特的突变。

这只是病毒多样性的一小部分。截至4月8日,已确认的COVID-19病例为150万例,实际总数可能还不止数百万。但是,病毒的基因组已经揭示了过去几个月来隐藏的病毒历史。

随着新基因组的出现,研究人员将它们上传到一个名为GISAID的在线数据库。一组病毒进化学家正在分析一个名为Nextstrain的项目中不断增长的基因组集合。他们不断更新病毒的族谱。

族谱最底部的分支都属于中国的血统。Nextstrain的研究小组还利用突变率判定,该病毒可能在2019年底首次从动物宿主转移到人类。12月31日,中国宣布武汉的医生正在治疗几十例神秘的新型呼吸道疾病。

今年1月,随着中国暴发的范围变得越来越清晰,一些国家开始了一项积极的检测程序。他们能够追踪病毒到达他们的地域并追踪病毒在其人口内的传播。

但美国在制造第一批诊断试剂盒时出现了问题,并且只对来自中国并表现出COVID-19症状的患者进行了检测。

“这是一个因为我们没有做检测而导致的灾难。”埃吉博士说。

有几个病例是在一月底开始曝光的。但人们很容易将它们忽视成不会导致当地疫情暴发的罕见的输入病例。

在2月底这一幻想被华盛顿大学福瑞德·哈金森癌症研究中心的副教授特雷弗·贝德福德和他的同事们所打破。

他们利用Nextstrain发现2月底在一名患者身上发现的一株病毒与1月20日在华盛顿发现的一株病毒发生同样的突变。

华盛顿的病毒和武汉的病毒也有相同的变异,这表明是一名旅行者从中国带来了冠状病毒。

基于这一发现,贝德福德博士和他的同事们率先对冠状病毒基因组进行了测序。对华盛顿周围更多的基因组进行测序,这让他们更好地了解了那里的疫情是如何开始的。

“我可以十分自信地说去年12月病毒没有在美国蔓延,”贝德福德博士说,“1月份可能还有几个同样的输入性病例没有以同样的方式蔓延。”

随着在美国其他地区出现新病例,其他研究人员建立了自己的渠道。纽约的第一个阳性检测结果是在3月1日,几周后,患者涌入纽约市的医院。

“我认为,我们应该为纽约做这件事。”埃吉博士说。

埃吉博士和她的同事发现了一些纽约病毒所具有的其他地方没被发现的独特突变。她说:“那时你知道病毒已经悄无声息地传播了一段时间。”

埃吉博士估计病毒是在几个月前开始在纽约地区传播的。

西奈山的研究人员开始对进入医院的患者进行基因组测序。他们发现,在纽约发现的最早的病例与之后的病例没有关联。

“两周后,我们开始看到相关联的病毒,”西奈山团队成员冈萨雷斯·赖希博士说。

冈萨雷斯·赖希博士和她的同事发现,这些病毒实际上与欧洲各地的病毒相同。他们无法说哪一个特定病毒来自于哪一个特定的航班到达纽约。但是他们写道,这些病毒揭示了“从1月下旬到2月中旬这段时间,全球范围内无法追踪的传播”。

到目前为止,西奈山的研究人员已经确定了进入纽约并开始传播的七个独立的病毒谱系。凡·巴克尔博士说:“我们可能会发现更多。”新冠病毒基因组也揭示了早期全国蔓延的迹象。

凡·巴克尔博士和他的同事发现了一种纽约病毒,与贝德福德博士和他的同事发现的一种华盛顿病毒一样。在另一项研究中,耶鲁大学的研究人员发现了另一种华盛顿相关病毒。两项研究相结合,表明冠状病毒已经在西海岸和东海岸之间移动了几周。

与Nextstrain团队合作的计算生物学家西德尼·贝尔提醒人们,不要对这些新突变做过多理解。“仅仅因为有所不同并不意味着这很重要。”

突变不会让病毒自动变成新的可怕病毒。他们通常根本不会带来任何改变。“对我来说,突变是不可避免的,而且很无聊。”贝尔博士说,“但是在电影中,你有X战警。”

约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的分子生物学家彼得·蒂伦更愿意认为病毒的传播就像蒲公英种子落在空旷的田野上。

花长大并繁衍自己的种子。那些种子蔓延发芽,新的基因突变的世代相传。“但是它们全都是蒲公英。”蒂伦先生说。

冠状病毒变异虽然有助于区分血统,但对病毒的作用方式没有明显影响。

对于研发疫苗的科学家来说,这是个好消息。

疫苗研发人员希望通过让我们的身体学会制造能够抓住病毒并阻止其进入细胞的抗体来对抗COVID-19。

有一些病毒进化快,以至于它们需要能够产生几种不同抗体的疫苗。新冠病毒并非如此,这一点与其他冠状病毒一样。和一些病毒例如流感病毒相比,它的突变速率相对较低。

与它的斗争可能会很艰难,但它的突变表明情况可能会变得更糟。

当然,只要它仍然感染人,冠状病毒就会继续突变。可能有必要更换疫苗以跟上病毒的进化。这就是为什么科学家需要持续追踪其发展史的原因。

(文章来源:美国《纽约日报》;编译:魏思晨、程续东方)

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