SARS-CoV-2的起源和演变一直是人们关心的热点。最近有一些研究表明这种新型病毒的全基因组序列与中国云南省采集的蝙蝠SARS相关冠状病毒有96.2%的相似性。还有一些研究显示，SARS-CoV-2刺突蛋白中的关键功能位点与从穿山甲中分离的病毒中鉴定的一个几乎完全相同，穿山甲可能向SARS-CoV-2提供了部分刺突蛋白基因。
尽管最近有了这些发现，但与SARS-CoV-2爆发的进化模式和驱动力有关的几个基本问题仍未得到探索。
3月3日，来自北京大学和中国科学院上海巴斯德研究所等机构的研究人员在 National Science Review 上发表文章称，通过对103个SARS-CoV-2基因序列进行了群体遗传学分析，发现SARS-CoV-2已经演化出L和S两个亚型，并预测这两种亚型的传播能力、致病严重程度可能存在较大差异，为揭示SARS-CoV-2的进化因素及其在人群中的传播模式提供了新的视角 [1]。
SARS-CoV-2的L型和S型演化史
研究人员分析的103个新冠病毒基因组数据全部来源于公共数据库。分析表明，这些病毒株一共存在149个突变位点。
进一步分析显示，在103株SARS-CoV-2中，有101株在 8782 (orf1ab) 和28144 (ORF8）这两个位点上表现出完全连锁：72株在这两个位点上表现出“CT”单体型（被定义为L型）；29株在这两个位点上表现出“TC”单体型（被定义为S型）。因此，研究人员将SARS-CoV-2病毒分为两大类，其中L型为主要型（约70%），S型为次要型（约30%）。
为了确定L型和S型谁是祖先，研究人员对比了SARS-CoV-2和其他几种高度相关病毒的基因组，发现在8782和28144位点，S型病毒的核苷酸与其他病毒的同源位点相同，值得注意的是，这两个位点在其他病毒中也高度保守。因此S型是SARS-CoV-2的祖先型。
L型和S型SARS-CoV-2病毒单体型分析（图片来源：National Science Review [1]）。
为进一步研究L型和S型毒株之间的关系，研究人员根据全基因组序列重建了103株SARS-CoV-2病毒的系统进化树。进化树清楚地显示L型（蓝色）病毒聚集在一起，同样，S型（红色）病毒彼此的关系也更密切。这进一步证实了L型和S型的分化。
不过，虽然L型是从S型进化而来，但如上所述，在检测的已测序的SARS-CoV-2基因组中，L型（约70%）比S型（约30%）更为普遍。这种模式表明，L型病毒比S型具有更高的传播和/或复制速率，可能比S型更具攻击性，也比S型积累更多的突变。
接下来，研究人员检验了这两种SARS-CoV-2病毒在时间和空间分布上是否存在差异。结果显示，与其他地区相比，L型病毒在武汉更普遍。从时间上来看，L型病毒在2020年1月7日前更为普遍（1月7日前的样本全部来自武汉，其他时间的样本只有一份来自武汉，因此这一结果并不奇怪）。
如果L型比S型更具攻击性，那为什么在武汉首次爆发疫情后，其他地区L型病毒与S型相比，丰度有所下降？研究人员推测，这可能与2020年1月以来，政府迅速采取了全面的防治措施有关。由于L型病毒可能更具攻击性，传播速度更快，人为干预措施选择性地对其造成更大的压力。而S型病毒可能由于受到的人为干预影响较小，导致其在SARS-CoV-2病毒中的相对丰度增加。因此，他们假设这两种类型的SARS-CoV-2由于不同的流行病学特征可能经受了不同的选择性压力。
患者可能同时感染两种类型病毒
目前尚不清楚在SARS-CoV-2的发展过程中，L型是如何从S型进化而来的。然而研究人员发现，1月21日，从一名居住在美国的患者身上分离出的病毒序列在8782和28144两个位置都有基因型Y（C和T），这与一般情况（要么有C要么有T）不同。尽管新的突变可能导致这一结果，但保守的解释是这个病人可能同时感染了L型和S型病毒（下图A）。
图片来源：National Science Review [1]
值得注意的是，1月 28日, 从一例澳大利亚患者身上鉴定出的病毒显示具有多个简并核苷酸，该患者在确诊前或有从武汉到黄金海岸的旅行史，研究人员推测该患者可能感染了至少两种不同的SARS-CoV-2（上图B）。
此外，研究人员还在5名患者中发现了17个显示SARS-CoV-2病毒异质性的基因组位点。这些发现提示了SARS-CoV-2感染演变的复杂性。进一步研究SARS-CoV-2病毒的不同等位基因是如何相互竞争的具有重要意义。
最后，研究人员强调研究中所涉及的数据非常有限，还需要对更多的数据进行后续分析，来验证这些结论或推测。如果这些结论得到证实，将有可能指导我们更好地对新冠肺炎进行差异化的治疗和防控。
相关论文：
[1] Tang, Wu, Li, et al. On the originand continuing evolution of SARS-CoV-2. Natl Science Rev（2020）doi:10.1093/nsr/nwaa036
联系客服
