找到传播2019新型冠状病毒的动物很重要。研究者在寻找中从蝙蝠怀疑到蛇,还加上了水貂,至今仍没有明确病毒从动物传到人的完整过程,为什么确定源头这么难?
先看看之前两种类似的病毒,严重急性呼吸综合征(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)“千里追凶”的过程有多曲折。
SARS,锁定果子狸后的漫长寻找。冠状病毒的发现早在1937年,由于通常只引起人类轻微感冒症状,2003年前从来没有得到过重视。这年的SARS是冠状病毒第一次使人重病,人们因此开始关注冠状病毒并寻找它的来源。
揪出果子狸,发现也是受害者。首例SARS病例确诊后,研究者就开始寻找病毒的来源。两个半月后,根据动物经销商比买卖蔬菜的人更容易感染SARS冠状病毒,结合最初几例患者发病前曾接触动物,研究者判断把病毒传给人的更可能是动物,而不是植物。
在各种动物中又查了一个月,研究者发现广东省野生动物交易市场的果子狸体内存在冠状病毒,并且与病人的SARS冠状病毒基因同源性超过99%(几乎一样)。因此直接将病毒带给人类的动物是果子狸。
以为“凶手”已经抓到了,但扩大范围调查养殖及野生果子狸时,发现它们多数并没有感染SARS冠状病毒,也就不能传染人类。而且,用病人体内的SARS冠状病毒感染果子狸,它们也会生病。通常既能携带病毒,又不会得病的动物才能长期储存并播散病毒,要是自己难受得动不了就没法传染别人了。
因此,虽然直接传染人的是果子狸(中间宿主),但它们也是被别的动物传染。
历经十余年的追寻。接下来要寻找自然环境里长期保存这种病毒,并将其传给果子狸的动物(自然宿主)。1年后,多国科学家合作从大耳菊头蝠体内分离出一种与SARS冠状病毒很相近的病毒Bat SL-CoV Rp3(与SARS冠状病毒全基因一致性达92%)。由于多数蝙蝠都携带这种病毒,蝙蝠本身又没有生病,符合自然宿主的条件。
但这些蝙蝠病毒不是SARS冠状病毒的直接祖先,因为那8%的差异恰巧影响了关键功能:SARS病毒有开启人类细胞的钥匙(可与人类血管紧张素转换酶2结合),而已发现的蝙蝠病毒没有,不能进入人体细胞。就像“凶手”找到了,他身上却没有“凶器”。
之后数年研究者一直在各地寻找,直到SARS消失10年后,才从云南的中华菊头蝠身上找到握着同样钥匙的病毒(Bat SL-CoV Rs3367及Bat SL-CoV SHC014)。虽然这些病毒也与SARS冠状病毒存在差异,但同住一个洞穴的蝙蝠们体内存在很多种病毒,可以互相组合拼接成SARS冠状病毒,将“凶器”转移给“凶手”。
由于SARS流行期间云南没有病例,完整的故事最可能是:类似SARS的几种病毒在蝙蝠体内重组为SARS冠状病毒,感染云南的果子狸或其他哺乳动物。感染动物被运至广东,并传染市场中其他果子狸。起初果子狸零星传染人类,之后病毒进一步变异,具备人传人的能力导致SARS爆发。
MERS,从蝙蝠到骆驼。SARS之后10年,第二种导致人类重病的冠状病毒出现,引发了2012年开始的中东呼吸综合征(MERS)。与悄然消失的SARS不同,至今仍不时有人患MERS。
驯养的家畜也有风险。MERS刚出现时,有一名中东男子在照顾生病的骆驼之后被确诊,骆驼体内的病毒与病人MERS冠状病毒基本一致,所以首先怀疑动物宿主是骆驼。但人和骆驼感染一样的病毒不说明病毒肯定从骆驼来,也可能是人传染给骆驼。
之后在各职业人群中进行检测,发现相对于不接触骆驼的人,放牧和屠宰骆驼的人感染MERS冠状病毒几率更高。而且在各种家畜中,几乎所有的成年骆驼都曾感染过MERS冠状病毒,其他动物基本不感染。与果子狸相似,骆驼感染人类MERS冠状病毒后自己也会生病。
继续向前追溯,德国科学家发现1983年的骆驼血样中就可检测出MERS冠状病毒感染,表明这种病毒已经在骆驼中存在至少30年了。而且从进化角度比对基因,人和骆驼是从同一来源感染的病毒。至此,基本确定骆驼是MERS的中间宿主。
蝙蝠,又是你。与SARS类似,研究者再次在蝙蝠体内发现相关病毒,至少有14种蝙蝠都携带与MERS冠状病毒相近的病毒。蝙蝠也可在复制并排出MERS冠状病毒的同时,本身不出现症状。另外,多数人患MERS之前并未接触过蝙蝠,可能是蝙蝠将病毒传给了中间宿主骆驼。
由于MERS冠状病毒的基因有重新组合的痕迹,可能是类似MERS的冠状病毒在蝙蝠体内重组或变异,传至骆驼后又与骆驼体内病毒重组并流行起来。由于中东地区人们与骆驼接触较多,病毒持续由骆驼传给人类,导致MERS一直没有消失。
寻找2019新型冠状病毒的动物宿主。所有已知冠状病毒都源于动物,2019新型冠状病毒出现后,钟南山院士表示病毒来源很可能是野生动物,具体种类还不清楚。
分析宿主动物种类时,之前的溯源过程派上了用场。因为在寻找之前两种冠状病毒动物宿主时,不经意间在多种动物体内新发现了很多种病毒。这些积累下来的病毒基因信息,利于现在迅速将新病毒与已知动物病毒基因进行对比,根据相似程度寻找动物来源。
2019新型冠状病毒基因组序列公布后仅10天,就有研究者通过进化特点找到一种与之相近的果蝠冠状病毒Bat CoV HKU9-1。之后,不同团队利用不同分析方式(基因密码子偏好性及病毒感染模式)提出,蛇和水貂也可能是动物宿主。鉴于之前所有冠状病毒只感染哺乳动物及鸟类,部分科学家认为没有证据支持蛇是动物宿主。
最新几项研究认为这次新出现的冠状病毒还是来自蝙蝠。基因检测显示,2019新型冠状病毒与云南发现的中华菊头蝠携带的病毒(Bat CoV RaTG13)全基因水平一致性高达96%,与浙江省舟山中华菊头蝠携带病毒(bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21)一致性近90%。
但由蝙蝠传至人类的过程仍有很多未知因素。蝙蝠直接传染人,还是与SARS和MERS相似,蝙蝠先传染某种华南海鲜市场的动物,再由这种动物将病毒传递给人?这些都等待着进一步的研究来揭晓。
随着人类活动区域扩大,野生动物携带的病毒感染人可能成为今后疾病的趋势。在新病毒来袭前主动了解动物病毒是预防的一方面,避免感染最有效的方式是减少对野生动物栖息地的侵扰,杜绝野生动物交易。