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专访剑桥溯源新冠病毒论文作者:要分析起源 更多蝙蝠来源病毒序列比人类患者更有用

时间:2023-06-22 14:07:44

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专访剑桥溯源新冠病毒论文作者:要分析起源 更多蝙蝠来源病毒序列比人类患者更有用

据央视新闻消息,4月8日,国际知名学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)发表文章“Phylogenetic network analysis of SARS-CoV-2 genomes”,论文由来自德国和英国的研究团队共同撰写。这篇针对新冠病毒溯源的研究称,目前全球感染的新冠病毒的基因序列其实并非同一种,而是三种截然不同却又密切相关的变体(分为A、B、C三个类型),且三种类型的病毒在全球分布范围不同。

研究结论称,遗传序列较为原始的A型毒株虽然出现在中国武汉,但在武汉样本中更多的是由A型突变而来的B型毒株,后者在东亚国家病例中更为普遍。随着全球的流行,A与B呈现出了截然不同的流行分布,A型毒株在美国和澳大利亚最为常见;C型毒株由B型衍生而来,在大部分欧洲和少量东南亚国家非常普遍。

这一研究引发海内外广泛关注。文章第一作者、英国剑桥大学遗传学家皮特·福斯特(Peter Forster)博士曾介绍说,研究表明新冠肺炎的首例感染病例可能是由蝙蝠传到人,并发生在9月13日到12月7日之间。因此12月24日从武汉采样的病毒基因组不能确定疾病的起源。

而对于研究样本只有160例是否足够,为何将蝙蝠冠状病毒设定为新冠病毒在动物中的祖先等问题,红星新闻记者日前对该皮特·福斯特进行了采访。福斯特指出,研究的基因组样本,已是对数据库中第一批样本病毒分离株的分析,因此可能无法实现早于去年12月24日的数据统计。为了分析起源,分析更多的蝙蝠来源病毒序列会更有用。

剑桥大学和德国研究团队有关新冠病毒溯源的研究。图据PNAS网站

研究团队来自英国和德国,有考古学家

据红星新闻查询,PNAS网站上显示,该篇论文的作者共有4位,第一作者为皮特·福斯特,第二、三、四作者依次为露西·福斯特、科林·伦福儒(Colin Renfrew)和迈克尔·福斯特。

关于第一作者皮特·福斯特,剑桥大学官网上介绍称,他的研究主要集中在人类的分子群体遗传学上。他曾在汉堡(Hamburg)的Heinrich-Pette病毒学和免疫学研究所专攻遗传学,1997年获得生物学博士学位。如今,皮特·福斯特是德国明斯特法医遗传学研究所所长,还是剑桥大学丘吉尔学院CSAR(剑桥应用研究学会)的副主席。他曾和其他人一起合作开发了线粒体DNA、Y染色体DNA和语言数据的系统发育分析法(phylogenetic network)。

论文中显示,第二作者露西·福斯特来自英国湖畔医疗集团(Lakeside Healthcare Group at Cedar House Surgery)。关于第三作者科林·伦福儒,红星新闻记者查询发现,他是英国院士级人物,但其平时主要研究方向为考古学。他以在放射性碳定年、史前语言学、古遗传学的工作而闻名。

此外,该论文的第四作者迈克尔·福斯特,就职于德国基尔大学(Kiel University)临床分子生物学研究所(IKMB),是基因和生物信息学组的一名科学家,时曾因研发出一种检测病毒序列的方法而获奖。

将蝙蝠冠状病毒设为“祖先”

B型毒株与始祖病毒基因型存在较大差异

据剑桥大学官网介绍,研究人员使用了一种新方法来追踪新冠病毒的传播路径。该方法此前主要被运用于通过研究DNA来追踪史前人类人口流动上。“因为有太多的快速突变,很难精确地追踪某一个新冠病毒的家族树,因此我们使用了一种数学网络算法,来同时可视化地呈现所有可能的家族树。”福斯特此前在接受采访时说道。

据介绍,研究人员根据“全球共享流感数据倡议组织”(GISAID)的数据库,采用并分析了来自全球各地160个新冠患者完整的病毒基因组数据,绘制出了一些新冠病毒经过突变后的原始传播图,正是这些突变产生了不同的病毒谱系。

根据氨基酸变化的不同,福斯特等研究人员将发现的三个主要的新冠病毒变体分别命名为A、B和C型。由于A型和在蝙蝠体内发现的冠状病毒基因型BatCoVRaTG13最为接近,所以研究者将其设定为新冠病毒在动物中的祖先展开研究。因此,A型又被称之为“A型祖先型”,B和C型则由A型突变而来。

A分型毒株(多见于美国及澳洲)。图为亚洲区

A分型毒株(多见于美国及澳洲)。图为非亚洲区

【图例(下同)】点:各个患者的病毒序列样本;x轴:各个患者的病毒序列样本自12月24日起的天数(可收集到的最早的冠状病毒分离物的日期);y轴:与估计的祖先冠状病毒基因组的突变距离。

在对病毒类型、病例地理国籍、感染数量、旅行史等进行对比分析后,研究人员得出结论称,较为原始的A型病毒,却在美国和澳大利亚最为普遍。研究发现有三分之二的美国样本感染A型病毒,但其中受感染的患者大多数来自西海岸。

而由A型突变来的B型,在东亚国家的病例中占比较大。研究人员推测,这与B型在东亚人中较为易感存在一定关系。但值得注意的是,B型毒株在基因序列上与蝙蝠来源的始祖病毒基因型存在较大差异。

B分型病毒(多见于东亚) 。图为亚洲区

B分型病毒(多见于东亚) 。图为非亚洲区

C型子代毒株由B型衍生而来,在大部分欧洲和少量东南亚国家非常普遍。

使用蝙蝠来源基因组是否是唯一的选择?如果以穿山甲等其他动物来源的病毒序列作为原始始祖序列,是否会对结果有很大改变?针对这一问题,福斯特告诉红星新闻记者,选择用蝙蝠作为基因组源头序列,是因为在已有的文献报道中,有两株有关穿山甲毒株序列的报道,也都支持蝙蝠为病毒的起源。

样本规模扩容至千余病毒基因组

研究者:要找来源,研究蝙蝠来源病毒序列更有用

据了解,该研究中160个样本覆盖的时间范围从12月24日持续至3月4日。针对12月24日这一时间点,福斯特向红星新闻记者解释称,他们研究的基因组样本,已是对数据库中第一批样本病毒分离株的分析,因此可能无法实现更早的数据统计。

C分型病毒(多见于欧洲)。图为亚洲区

C分型病毒(多见于欧洲)。图为非亚洲区

针对160个样本规模是否太小的质疑,福斯特表示,研究团队现已更新其分析结果,纳入了截至3月底的1000多个新冠肺炎病例,以便进行更清晰的说明。

“我们提供了从12月24日到3月24日采样的1001个病毒基因组的更新大数据集。Excel表格可以在www.fluxus-上找到。”福斯特告诉红星新闻,不过这一分析结果尚未接受同行评议。

虽然现在GISAID数据库中有不断加入最新的数据,但福斯特表示,用4月的样本来分析12月之前发生的起源,可能是没有用的。“这值得一试,但却不是最重要的。为了分析起源,分析更多的蝙蝠来源病毒序列会更有用,而不是去分析最近的人类患者。”

而福斯特此前接受CGTN采访时表示,研究表明新冠肺炎的首例感染病例可能是由蝙蝠传到人,并发生在9月13日到12月7日之间。因此12月24日从武汉采样的病毒基因组根本不能准确地告诉我们疾病的起源。

研究团队现已更新其分析结果

B型为何没有大范围传播出东亚地区?

研究者推测:大范围传播至欧美需再次突变

福斯特称,他们之所以展开这项研究,部分是因为新冠病毒肆虐,但其传染性和致死率在在不同国家不同人种间有所差异。福斯特怀疑,这可能与不同国家间病毒亚型的不同有关。

比如,B型病毒普遍存在于东亚,但B型并没有大范围传播出东亚地区。研究者推测,可能是因为突变后的B型对于东亚人更加易感,而B型想要大范围传播至欧美,需要再次突变来克服当地人的免疫抵抗力。

“但一些国家的基因组取样太少,无法解决这个问题。更重要的是,可用的基因组序列不包括临床症状(病程/恢复或病人死亡)。我希望世界各地的同事将我们的系统分析和他们的临床数据结合起来,作为一个公共紧急事件来回答这个问题。”

不过据参考消息报道,福斯特的研究报告最初称在欧洲最常见的是C型,但现在最新数据显示,B型的传播更为迅猛——从瑞士境内患者身上采集的31份新冠病毒样本中,除一份之外全部属于B型。

关于将来,福斯特表示他们还没有决定向哪个方向进行研究,“使用更大样本分析这个病毒的传播网络是一种选择,但我们也可能想做一些协助研究治疗方案的研究统计。”

福斯特称,“在一定程度上这将取决于谁愿意与我们合作,以及提供资金和资源。”他表示,截至目前他们的工作完全是自愿的。

红星新闻特约记者 崔梦甜 记者 王雅林

编辑 张寻

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