目前来看,病毒本身并没有很大的变异可以解释症状严重程度的不同。这对疫苗研发来说是一个好消息。最近由纽约西奈山伊坎医学院和纽约大学医学院的两个团队,分别通过测序分析3月中旬以来纽约的COVID-19患者身上的新冠病毒基因序列,得出了基本相似的结论:新冠病毒在2月中旬就开始在纽约传播,病毒主要是从欧洲输入的,而不是亚洲。然而,纽约州宣布的第一位确诊患者是一位从伊朗旅行回来的30多岁女性。
这意味着在第一例确诊患者被发现之前,新冠病毒已经默默地在纽约社区里传播开了。
病毒侵入细胞后,会劫持细胞的分子机制来复制病毒。通过对病毒家族的全基因组进行测序,就能追踪病毒的突变过程。现在,世界各国的科学家们都在测序新收集到的病毒样本。因为疫情紧急,很多科学家会把尚未发表的病毒基因序列上传到名为GISAID的在线数据库,和全世界共享。
西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的Trevor Bedford等病毒进化专家团队则组织了一个名为Nextstrain的项目。当这些共享的数据出现在GSAID以后,科学家们就尽快去把这些序列下载到Nextstrain的后台,将这些序列纳入全球传播地图,并在nextstrain.org/ncov上公布新冠病毒的基因组流行病学的最新信息,更新病毒家族树谱。
科学家们是怎么用病毒的序列来了解病毒传播方式的呢?先介绍几个基本的概念。有研究表明,新冠病毒的潜伏期短至2天,长至20多天。感染病毒5.1天以后,50%的人会出现症状;感染11.5天以后,97.5%的人会出现症状。也有大型的研究证实,新冠病毒在潜伏期内就可以传染人,出现症状前1-3天有传染性。
新冠病毒平均每月突变两次,也就是大约14天,2个世代间隔有一个突变。这些突变通常是很简单的一个碱基“T”更改为“A”,或者可能是“G”更改为“C”。这些突变改变了病毒的遗传密码,不过这些小的变化一般不会令病毒产生关键变化,从而改变行为。但是,科学家们可以结合取样时间和基因组的序列推断出感染的顺序。相比于传统的流调追踪接触者和病例分析,这种方法是一种更新的、了解病毒传播方式的办法。
截至4月19日,Nextstrain里面有来自美国的新冠病毒的基因序列1149条,其中马萨诸塞州有19条,大部分都是美国CDC测序的。第一条“USA/MA1/2020”采样于1月29日,是那位从武汉回来的麻州大学的留学生,他的基因序列和来自武汉的病毒基因序列很相近。剩下的都是在3月4日至7日间采样,从时间上看很大可能是MA最早暴发的Biogen公司的员工样本。
新冠病毒的变异速度比流感慢得多。目前来看,病毒本身并没有很大的变异可以解释症状严重程度的不同。这对疫苗研发来说是一个好消息:“好不容易疫苗做出来,已经对付不了当前流行的病毒”,这种可能性降低了。但是,只要新冠病毒继续感染人,它就会继续突变。这就是为什么科学家需要时刻追踪病毒突变的原因——做好提前应对。