【医生来函】罗孝铭／COVID-19: 自然进化病毒？人造病毒?

冠状病毒是一种带有正单链RNA的包膜病毒，共有4个属，包括α、β、γ和δ。其中β属冠状病毒又可分为4个独立的亚群A、B、C和D群。科学证据表明，引起COVID-19的病毒属于Beta冠状病毒组，与另一种引起流行的病毒，严重急性呼吸系统综合症冠状病毒（SARS-CoV）属于同一组。由于这两种病毒的相似，早期冠状病毒被称为SARS-冠状病毒2。值得注意的是，SARS-CoV-2和SARS-CoV都属于β冠状病毒的B亚群。

在过去的20年中，冠状病毒引起了两次严重的大流行：严重急性呼吸道综合征（SARS）和中东呼吸综合征（MERS）。通过流行病，可以推断出COVID-19最有可能是由于人畜共患病传播引起的疾病。研究表明，引起SARS的严重急性呼吸道综合征冠状病毒（SARS-CoV）与SARS-CoV-2来自同一组，而SARS-CoV是经人类与动物在买卖市场之间的直接接触产生的。同样的，引起MERS的中东呼吸系统综合征冠状病毒（MERS-CoV），其从单峰骆驼直接传播给人类的证据，进一步强化了冠状病毒作为动物源性人畜共患病原体的理论，而且可以通过直接接触传播给人类。于2019年武汉所有首次确诊病例的回顾分析表明，可证实这种传染病是通过直接接触传播的。根据现有的科学证据，蝙蝠被认为是导致新冠病毒传播链起源的动物宿主。在全基因组方面，SARS-CoV-2与蝙蝠冠状病毒之间的相似性高达96％。该理论得到了其他研究的支持，其中包括一项研究表明SARS-CoV-2仅与2015年从中华菊头蝠分离出的冠状病毒密切相关，另一项研究表明该病毒与从马蹄蝠分离出的冠状病毒相似度极高。

此外，一些研究也支持“蝙蝠为冠状病毒起源”的理论，研究结果表明SARS-CoV-2与蝙蝠SARS-CoV密切相关，且序列同源性很高。有一些研究通过使用基于序列的分析和冠状病毒基因组序列的人工智能（AI），其研究成果也说明了蝙蝠是该病毒的关键源头。另一项研究表明，SARS-CoV-2与蝙蝠冠状病毒和另一个未知来源的病毒有最相似的遗传信息。与其他动物相比，进一步的研究发现该病毒最可能的野生生物宿主是蛇。相反，另一项研究表明重组病毒SARS-CoV-2被认为起源于蝙蝠，但以穿山甲作为最可能的中间宿主传播给了人类。最近的一项研究表明，COVID-19病毒似乎是一种源自蝙蝠的人畜共患病，可能使用穿山甲或蛇作为其中间宿主。

●巴塞罗纳污水发现病毒

2020年6月，牛津大学的一位教授指出了该病毒在亚洲（中国）出现之前，在世界各处被检测的一系列发现，这项发现可作为其真正起源的有效证据：COVID-19病毒可能一直处于休眠状态，直到在有利的环境条件下它才出现并急速蔓延，而非起源于中国。近期在巴塞罗纳，科学家对当地污水进行的测试发现，该病毒可能在2019年3月在西班牙城市就已出现。这距离中国2019年12月在武汉市发现病原体有很长的时间……

所谓“知己知彼，百战不殆”。科学家在微生物和传播学方面的深入研究，尤其对于病毒的进化、生存模式和传播方法的紧密研究，在人类面临瘟疫而作出反击的努力是至关重要的。

尽管研究结果提出并支持COVID-19是自然发生的事件，但还有另一种造成联想的理论便是指出SARS-CoV-2是一种有意制造的病毒——从中国武汉的生物实验室无意中释放的。

COVID-19: 人造的病毒?

COVID-19的起源和蝙蝠作为病毒来源的“假设”引起了人们的怀疑。中国科学院武汉病毒学研究所的报告指出，与蝙蝠有关的冠状病毒是在云南南部地区发现的，该研究所首席病毒学家史正立对蝙蝠相关冠状病毒的所有研究都集中在云南南部（亚热带地区）。可是，与SARS-CoV-2爆发的武汉距离约一千公里。相比之下，毗邻的武汉病毒学研究所的国家生物安全第四水平实验室却更可能引发这种大流行。

作为研究，患者的病毒样本与蝙蝠样本做了比较，但没有一个样本匹配。如果不是蝙蝠，那么这种冠状病毒是从哪里来的？

中国政府调查发现，距离病毒学研究所16公里的野生动物市场是病毒的起源地。尽管中国政府根据遗传学研究否认了实验室起源的可能性，但起源地和蝙蝠洞的距离还是引发了质疑。

●细胞培养过程中发生突变

众所周知，利用细胞培养和实验室动物等动物模型对蝙蝠SARS-CoV冠状病毒的传播研究已经很多年。此外，生物安全二级实验室是开展这些研究的重要标准。基于表明SARS-CoV-2和SARS-CoV都来自同一组冠状病毒的科学证据，SARS-CoV-2的祖细胞可能是由无意间释放的。理论上来说，SARS-CoV-2病毒在细胞培养过程中通过适应也可能在其受体结合结构域（RBD）中发生突变，这种突变的情况在先前有关SARS冠状病毒培养过程中也发生过。然而，多碱基切割位点和O-糖基化的机制也对基于培养过程理论作为COVID-19起源的观点作出了反驳。研究表明，多碱基切割位点仅在低致病性禽流感病毒在体外或体内长时间传播后才会出现。此外，对于通过细胞培养或动物传代产生SARS-CoV-2的假设，没有任何详细的解释和科学根据，因这可能需要事先分离基因组序列中具有高度相似性的前体病毒才能研究。

由于严重急性呼吸道综合症（SARS）暴发已经结束，因此在高安全性级别的生物实验室中已详细研究了蝙蝠冠状病毒的传播机制。使用体外或体内方法培养这种病毒，随着时间的流逝，该病毒将经历适应性变化，以增强其与具有人类像血管紧张素转化酶2 (ACE2) 受体的细胞的结合能力。最终导致以下可能性：来自实验室的受病毒感染的工作人员可能是携带者，并已经开始在海鲜市场上传播病毒，或者是由于来自所述实验室的废物处理不当而可能导致感染。人类直接从中间宿主感染病毒。SARS-CoV-2上刺突蛋白的一些重要特征也引起人们对该病毒是否为人为的怀疑。其中之一是受体结合域（RBD），据认为已发生突变，才会提高了其与人ACE2受体结合的能力。研究人员对此作出驳斥，因研究显示这种突变更有可能是自然演变，而非人为。

尽管科学家已经对SARS-CoV-2和COVID-19的来源提出许多假设，但仍然缺乏支持它们陈述的具体证据。其中，有关SARS-CoV-2的重组，融合和适应的理论已成为人们关注的焦点，这表明SARS-CoV-2很有可能会进化。大多数科学报告认为，多碱基切割位点和刺突蛋白的突变是SARS-CoV-2的β型冠状病毒组适应人类的机制。病毒SARS-CoV-2的表面蛋白（S蛋白）受体结合结构域的变化导致其有效结合人ACE2受体的能力，特别是在人的呼吸道内。由此可见，在受体结合结构域（RBD）区域的S蛋白处的同源重组增加了病毒的传播能力。直到今天，生物基因工程的现有科技并没有办法让冠状病毒刺突蛋白和人体细胞有效结合。因而可以断定，只有自然进化才能以极高效率结合两种基因。

作为结论，在SARS-CoV-2上观察到的特征可帮助科学家排除“人为因素是导致冠状病毒大流行”的论点。COVID-19并不是人为的结果，不是一种可以在实验室工程设计，或有阴谋地将其进一步制成生物武器的病毒。至于病毒于人类的传播方式，第一个推测是，该病毒会在非人类宿主中发生变异和进化，成为具有高致病性的病原体，再传播给人类。另一种推测是，非病原性病毒首先从某种动物宿主传播给人类，然后变异并演变为人类目前的致病状态。