疫情当头，关于2019新型冠状病毒来自实验室泄露的传闻此起彼伏。

日前，5位国外科学家在病毒学论坛“Virological”共同发布论文，对2019新型冠状病毒的基因组数据进行分析，指出2019新型冠状病毒不是实验室合成的，也不是一种被故意操纵的病毒。目前，论文还未经过正式的同行评议。

2019新型冠状病毒效果图

这5位科学家包括美国哥伦比亚大学公共卫生学院感染与免疫中心主任、被誉为“病毒猎手”的伊恩·利普金。此外还有4位来自美国斯克里普斯研究所、英国爱丁堡大学、澳大利亚悉尼大学、美国杜兰大学的生物学或免疫学研究人员。

论文指出，与其他冠状病毒相比，2019新型冠状病毒的基因组存在两个显著特征。随后文章从这两大特征入手，分析了为何2019新型冠状病毒不太可能来自实验室合成。

2019新型冠状病毒的第一个特征是，根据结构模型和早期生化实验，这种病毒似乎为了结合人类的ACE2受体而得到优化。

这里有必要科普一下，此前有研究发现，2019新型冠状病毒和SARS病毒都是通过刺突蛋白(S蛋白)与人体ACE2受体结合，介导病毒进入人体细胞。

中国医学科学院基础医学研究所副所长、北京协和医学院免疫学系副主任黄波介绍，S蛋白是位于冠状病毒表面的一种蛋白，放大后像钉子。ACE2则是位于人体肺部上皮细胞表面的一种蛋白。

这些国外专家提出：“SARS病毒和SARS相关冠状病毒S蛋白中的受体结合域(RBD)是病毒基因组中最容易变异的部分。这些受体结合域中的6个残基似乎对与人体ACE2受体结合以及确定宿主范围至关重要。”

论文中说，2019新型冠状病毒S蛋白基因序列中486残基处的苯丙氨酸，与SARS病毒S蛋白基因序列中的L472相对应。在SARS病毒细胞培养实验中，L472可以突变为苯丙氨酸。此前的研究预测，这是SARS病毒的受体结合域与人体ACE2受体结合的最佳方案。然而，这种位置的苯丙氨酸也存在于蝙蝠身上的一些类SARS冠状病毒中。

此外，2019新型冠状病毒受体结合域中的几个关键残基，与之前研究曾描述的与人体ACE2受体结合的最佳残基不一样。但最新研究却表明，2019新型冠状病毒与人体ACE2结合的亲和力很高。

这说明什么？“2019新型冠状病毒的S蛋白似乎是对人或类似人ACE2的自然选择的结果，从而出现了不同于预测的最佳结合方案。这有力地证明了2019新型冠状病毒不是基因工程的产物。”论文作者称。

2019新型冠状病毒的第二个特征是，在这种病毒具有高度变异性的S蛋白上，插入了12个核苷酸，而且存在一个可疑的酶切位点。

“通常情况下，存在这样的酶切位点被看作人工基因工程的痕迹。但是对禽流感病毒的研究发现，病毒在自然进化的过程中，也可以获得酶切位点。”南开大学生命科学院副教授高山的研究方向为生物信息学，他在接受科技日报记者采访时如是说。

上述论文提到，这种酶切位点，在病毒快速复制和传播的自然选择环境下，例如在高度密集的鸡群中，可以在禽流感病毒血凝素(HA)蛋白的两个亚基的接合处获得。流感病毒HA蛋白在细胞培养或动物体内反复强制传代后，也可以观察到酶切位点的获得。

论文提出，通过插入或重组而获得HA蛋白中的酶切位点，可将低致病性禽流感病毒转化为高致病性禽流感病毒。同样，新城疫病毒的一个无毒分离物在鸡的连续传代过程中，可以在其融合蛋白亚基的连接处逐渐获得一个酶切位点，从而变得高度致病。

“这意味着，一旦获得酶切位点，这些病毒相当于进行了一次升级，有可能提高其传染能力。”高山说。

与这篇国外专家的论文遥相呼应，早在1月27日，高山就与多位研究人员共同在中科院科技论文预发布平台ChinaXiv上提交研究发现：2019新型冠状病毒S蛋白可能存在弗林(Furin)蛋白酶切位点。

高山介绍，他们的研究发现，2019新型冠状病毒的S蛋白可能存在弗林蛋白酶切位点，从而导致它的感染机制不同于SARS等大部分β冠状病毒。由于感染机制的改变，2019新型冠状病毒获得了更高的进入细胞的效率，这可能是其传播能力大于SARS病毒的原因之一。

“我们还意外地发现，一些禽流感病毒可以通过突变获得弗林蛋白酶切位点，这说明自然突变可以引入弗林蛋白酶切位点。”高山说。

“2019新型冠状病毒不太可能是通过实验室操作现有的SARS相关冠状病毒而出现的。”这些国外专家说。

专家们指出，如果进行了基因操纵，人们可以预期，可用于β冠状病毒的几个反向遗传系统中的一个将被使用。然而，情况并非如此，因为遗传数据显示，2019新型冠状病毒并非来自任何先前使用的病毒主干。

这几位国外专家提出了两种可能的情况来解释2019新型冠状病毒的起源：第一种是在人畜共患传染病转移之前，在非人类动物宿主中自然选择的结果；第二种是在人畜共患传染病转移之后，在人类中自然选择的结果。

那么，实验室到底有没有能力设计或合成病毒？“从技术上讲，是没有问题的。”高山告诉记者。

对此，这篇国外论文也进行了分析。“多年来，在世界各地的多个BSL-2(生物安全第二等级)实验室都进行了有关蝙蝠SARS样冠状病毒在细胞培养和/或动物模型中传代的基础研究。还记录了在BSL-2密闭环境下工作的实验室人员在实验室获得SARS病毒的实例。因此，我们必须考虑有意或无意释放2019新型冠状病毒的可能性。”论文称。

但专家们随后对这种可能性也进行了质疑。

他们指出，通过细胞培养或动物传代产生2019新型冠状病毒，需要事先分离具有高度遗传相似性的前体病毒。随后产生的酶切位点需要在细胞培养中，或者具有与人类相似的ACE2受体的动物(如雪貂)中进行密集的传代程序。

然而，2019新型冠状病毒S蛋白由于存在酶切位点，导致酶切位点周围存在3个O-聚糖结构。“值得怀疑的是，O-聚糖结构的产生是否会发生在细胞培养过程中，因为这种突变通常意味着免疫系统的参与，而这种免疫系统在体外是不存在的。十分明确的是，新型冠状病毒如果在体外培养体系中连续传代极难同时获得弗林蛋白酶切位点和O端糖基化。”这些国外专家称。

在结论部分，这些国外专家表示，论文中描述的基因组特征可能部分解释了2019新型冠状病毒在人类中的传染性和传播性。尽管基因组证据并不支持2019新型冠状病毒是实验室合成的观点，但目前还不可能证明或否定其他起源理论，也不清楚未来的数据是否有助于解决这个问题。识别中间宿主并从中获得病毒序列将是揭示病毒来源的最确定的方法。

鉴于新型冠状病毒与蝙蝠冠状病毒RaTG13十分相似，蝙蝠充当新型冠状病毒的宿主可能性很大；而之前在人类中流行的SARS-CoV和MERS-CoV都有中间宿主，以此类推，新型冠状病毒可能也有中间宿主。目前初步分析表明，非法进口到广东的马来穿山甲（Manis javanica）的冠状病毒与新型冠状病毒相似。尽管蝙蝠病毒RaTG13在整个基因组中仍然是最接近新型冠状病毒的，但马来亚穿山甲蝙蝠冠状病毒在所有6个关键RBD残基上都与新型冠状病毒相同。 然而不同的是，穿山甲冠状病毒病毒不具有Furin蛋白酶切割位点，这提示其他中间宿主存在的可能性，而病毒在这些宿主上形成了Furin蛋白酶切割位点，之后传播给人。同时这种中间宿主的病毒进化为新型冠状病毒需要此中间动物宿主具有极高密度，这样自然选择才能迅速发生。相关疫情发生早期地区的动物和人的回顾性血清学研究是重要的追踪病毒起源的研究。

来源 | 学术桥Acabridge