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一开始就被新冠误导了 [复制链接]

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南风窗

这是一项前无古人的工程。

截至年1月10日,GISAID(全球共享所有流感数据倡议)网站上,来自全球个国家地区,共提交了万份新冠病毒的基因序列。

三年时间,这些序列展示了新冠从原始毒株到奥密克戎变异株的种种细节,描述了全球范围内最精确的病毒进化图景——不在烧瓶,不在实验室,而在每一个人的身上。

如果把每一份序列看作新冠病毒进化史的快照,那么,这万份照片,以每秒24帧的帧率播放,足以制作一部长达个小时的史诗级剧目。

截至年1月15日,GISAID(全球共享所有流感数据倡议)网站上新冠病毒的基因序列已有近万份

在这个漫长而诡谲的故事里,我们会看到,一颗病毒的“种子”,如何长成了眼下这遮天蔽日的参天大树。一些惊心动魄的突变,又如何改写了整个病毒进化的轨迹。

进化树,是用遗传密码写成的历史叙事,是延伸到遥远家族的血统记录。在这个庞杂的发育系统中,我们会找到新冠病毒的过去、当下和未来。

一场革命

在许多方面,病毒像一个大家族。它有巨大而复杂的家庭结构,有很多表兄弟姐妹、姑姑、叔叔、奶奶和爷爷。

就像人类家庭一样,科学家可以为病毒生成家谱,显示每个成员(变体)与其他成员的关系。子女通过分支与父母相连,表兄弟姐妹通过它们的祖父母相连。

对于病毒来说,这些家族树让生物学家了解到病毒是如何随着时间的推移而进化的,以及,在未来会有哪些变化。

在新冠大流行期间,SARS-CoV-2的家谱产生了比任何人的预期都更多的惊诧。一个又一个的害群之马,揭竿而起,统领了整个家族,又迅速被取代,迎来全新的变体,接管了权力的游戏。

新冠病毒家谱

事实上,这不是病毒进化树最初的成长面目。新冠,从一开始就误导了人类,以至于我们对其“发育能力”过于低估了。

年1月10日,科学家们分享了新冠病毒的第一个基因组,这是新冠这棵大树生根发芽的时刻。

那时候一切都是混沌的,没有“SARS-CoV-2”,没有“Covid-19”。这个单一的、神秘的基因组,向世界提醒了一种导致不明肺炎的新型冠状病毒。

此后,各国开始疯狂寻找这种病毒的踪迹。每天都有数以千计的冠状病毒基因组被测序,在阅读这些文字的短短一分钟,就有数个基因组序列诞生。不到一年,上百万序列向全世界公开,成为人类历史上被测序最多的病毒,堪称一场基因组流行病学的革命。

GISAID这样的在线数据库,也得以名声大噪。GISAID是“全球共享流感数据倡议组织”的简称,该组织鼓励全球各地的研究机构实时分享病毒的基因组数据。

有了庞杂的数据,再根据一定规律进行分类和命名,病毒的家族世系就构建起来了。在流行病防备中利用这些信息,掌握病毒的突变率,重组频率、地理传播模式和种群动态等。这对预测病毒的进化行为有着极其重要的帮助。

世卫组织专家建议使用希腊字母来为毒株命名,图为阿尔法、贝塔、德尔塔和奥密克戎

最初,是英国爱丁堡大学的生物信息学家áineOToole创建了一个名为Pango的命名系统。根据这个系统,如果分析表明新的样本来自同一个最近的共同祖先,那就意味着它们是冠状病毒树上的一个独特品系,随后,这些品系会被分配一个字母和数字,例如B.1、B.2等。

随后,世卫组织公布了一个更方便记忆的命名系统,用希腊字母来标记。我们所知的德尔塔和奥密克戎便是由此而来。

有了病毒进化树的构建,我们可以很直观地看到,在年,新冠病毒看上去并没有太大的变化。早期的家族树,看上去有点“乏善可陈”。只有一根树干直冲云霄,没有开枝散叶。

彼时,许多病毒学家认为他们知道病毒将如何演变:缓慢且常规地发展。

毕竟,作为一种RNA病毒,新冠的突变速度其实不快,平均每半个月会出现一个复制错误,比一般流感慢了一半。

再加上,新冠具有一个非结构蛋白NSP14,可以裁切复制出错的部分。这种自我校对功能,理应给新冠一个更稳定的进化环境。

电镜下的冠状病毒/图源:Dr.FredMurphy,CDC

大流行早期,一些病毒学家试图就新冠变体的研究进行拨款申请,无一例外遭到了质疑。马萨诸塞大学的病毒学家JeremyLuban回忆道:“在年3月,我试图写一份研究变种的拨款申请。我不得不说,我得到了很多同事的指责,他们说:“你知道,这种病毒反正不会变异。”

但是,这一年年底,新冠进化树的进程,发生了巨大的变化。突然间,突变加速了。南非和英国的基因测序显示,当地出现的变体,不再像早期变体那样只有几个突变,而是扩展到约20个。后来,它们分别被世卫组织命名为阿尔法和贝塔。

新冠的家族树开始复杂起来。

在主干上长出了一堆变体的分支,不仅有阿尔法和贝塔,还有Gamma、lambda和mu等。而在树的顶端,几十个德尔塔的分支形成了一个广泛的总体树冠。

科学家开始呼吁,基因监控的重点,是要

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