新冠病毒到底是来源自然还是人工合成?背景新冠病毒的疫情正在全球蔓延,近日,来自美英澳共6位顶尖科学家在权威的Nature Medicine期刊发文,指出了病毒的可能来
(医患家特约回答:交大医学院 丫丫博士)
COVID19是已知可感染人类的第七种冠状病毒。其中,SARS-CoV、MERS-CoV和COVID19可导致严重的疾病,而HKU1,NL63,OC43和229E仅导致轻微症状。基因组数据显示,COVID19病毒全基因组最接近的是来自蝙蝠的冠状病毒,但决定感染力的关键结构域中的氨基酸与穿山甲体内的冠状病毒一致。
第一,已知冠状病毒通过其外膜上的刺突与人体细胞上的受体结合进而导致感染。在COVID19中,决定感染力的关键氨基酸与其它人类感染性冠状病毒都不相同,却和穿山甲体内的冠状病毒一致。而且,就已知的信息和技术水平而言,COVID19的这一关键结构域的组成,在进行预测时,它与ACE2的结合能力理应更低(也就是预测的是错的)。因此如果是人为构建,不太可能会以预测出的“受体低亲和力”结构域作为蓝本。
第二,在所有人类感染病毒中,COVID19在基因组方面最接近SARS病毒,但它与SARS病毒不同的序列部分,也没有其他的实验室使用的病毒来源。也就是说,如果要人为改变病毒,总会有个模板:东边挪一段,西边挪一段,再做些定点突变。但COVID19与SARS病毒不同的序列“来源不明”,则只能来源于自然,毕竟自然界我们还未认识到的病毒还不计其数。
第三,COVID19病毒的另一特点是在刺突的两个亚基上的多碱基酶切位点与O-连接聚糖。多碱基酶切位点和致病力有关,可由长时间传播或人工培养产生。COVID19的O-连接聚糖关键位点亦与SARS不同,而和穿山甲冠状病毒一致,这一结构的形成往往需要宿主免疫系统参与,因而更倾向于自然选择。
由此可见,COVID19是由冠状病毒发生基因重组产生,但其产生的关键步骤(突变)是发生在动物(中间宿主)还是人体尚无定论。若是人体产生,则此次疫情扑灭过后,再次发生的风险很低。若是动物中间宿主,由于目前还没有找到这个宿主,则不排除再次爆发可能。
参考文献
Andersen KG, Rambaut A, Lipkin WI, et al. Nat Med 2020.
Xu J, Zhao S, Teng T, et al. Viruses 2020.
新冠病毒的疫情正在全球蔓延,关于病毒的起源,目前还没有结论。今日,来自美国、英国、澳大利亚共6位顶尖科学家在权威的Nature Medicine期刊发文,指出了病毒的可能来源。
新冠病毒有三个不一样的特点:
与ACE2的结合方式很独特
与SARS冠状病毒一样,新型冠状病毒也是与人类的ACE2结合,然后进入到人类的细胞,引起感染。可以简单理解为,病毒上面有钥匙,可以打开我们人类细胞上的锁,病毒开门之后,进入人体细胞。
然而,分析SARS冠状病毒和新冠病毒的受体结合域(RBD),我们发现这两种病毒受体结合域的结构,很不一样。受体结合域有6个氨基酸,与SARS的结合域相比较,新冠病毒有5个氨基酸是不一样的。
也就是说,新冠病毒采取了不一样的结合方式,进入到人类的细胞,尽管是同一个锁,新冠病毒的钥匙与SRAS冠状病毒的钥匙,是不一样的。
S蛋白上面有多碱基酶切位点
S蛋白也叫spike蛋白,是冠状病毒表面突出的蛋白。新冠病毒的受体结合域也是在S蛋白上,S蛋白有两个亚基,S1和S2.研究发现S蛋白的S1和S2亚基交界处有一个多碱基酶切位点(RRAR)。
这使得弗林和其他蛋白酶可以识别这个酶切位点,可以对S蛋白进行切割,这可能会打开S蛋白的结构。酶切位点的确切作用不知道,需要进一步研究,但是在流感病毒也观察到了类似的结构,酶切位点有可能会增加新冠病毒的致病力。
O-连接型聚糖结构
与其他冠状病毒相比较,新冠病毒的S蛋白上面,还多了O-连接型聚糖结构。O-连接型聚糖结构,糖类可以与蛋白质进行连接。
O-连接型聚糖结构的具体作用未知,但是可以产生一个“粘蛋白样结构域”,以保护新冠病毒S蛋白上的某些潜在表位或关键氨基酸。
目前已知的是,一些病毒会利用粘蛋白样结构域作为免疫逃避的糖链屏障。也就是说,O-连接型聚糖结构可能会帮助新冠病毒提供保护,免受免疫打击。请记住新冠病毒这三个不一样的特点,对于推测病毒的起源,非常重要。
第一,独特的受体结合方式
在前面我们说了,新冠病毒虽然也是通过ACE2进入人体细胞,但是新冠病毒的受体结合域不同于SARS病毒,这种结合方式,是以前没有出现过的,在计算机模型上面,这种结合方式是不太理想的。
换句话说,新冠病毒与ACE2的结合能力很强,但是结合方式是我们以前没有见过的,如果是人工合成的病毒,我们不太可能采取这样一种从来没有出现过的结合方式,而是病毒自然突变的可能性大。
第二,未发现基因编辑的证据
如果新冠病毒是由人工合成的,我们进行了基因操作,我们应该看到对冠状病毒使用了反向遗传学系统,但情况并非如此,因为遗传数据显示,新冠病毒并非源自任何以前使用过的病毒骨架。
根据这两个最重要的证据,科学家们推测,新冠病毒不是人工合成的,而是自然突变导致的,并且提示有两种可能性。
第一,在动物宿主中进行自然选择
新冠病毒先在动物之间传播,在传播的过程中发生了变异,获得了新冠病毒所有的三个独特的特点:与ACE2独特的结合方式,独特的受体结合域;多碱基酶切位点;O-连接型聚糖结构。
然而,目前还没有找到这样的动物宿主,尽管来自中华菊头蝠的冠状病毒RaTG13和新冠病毒在全基因组层面上有大约96%的相似性,但两者的受体结合域有很大差异,这表明它可能无法有效地与人类ACE2结合。也就是说,蝙蝠中的冠状病毒,不可能直接感染人类。
马来穿山甲中发现一种冠状病毒,与新冠病毒的受体结合域表现出高度相似,包括6个关键氨基酸是一致的,但是无论是穿山甲还是蝙蝠体内的冠状病毒,它们都没有多碱基酶切位点。
也就是说,新冠病毒的中间宿主,我们可能还没有找到,他可能是一种较高种群密度、并且ACE2基因类似于人类同源蛋白的生物,只有这样,才能在不断地传代中,产生突变,获得多碱基酶切位点。
如果真的是这样,新冠病毒可能一直存在于自然界的某种动物中,即使我们此次战胜了新冠病毒。那么,新冠病毒还有可能会卷土重来,因为我们还没有找到这个中间宿主。
第二,在人与人之间传播突变
还有一种可能,新冠病毒的祖先可能直接感染了人类。随后在人与人之间传播,在传播的过程中,适应人类,产生基因突变。
我们在穿山甲的体内发现了一种冠状病毒,拥有与新冠病毒一样的受体结合域,从理论上来说,是可以感染人类的。
如果是这种情况,那么病毒首先在人类之间传播,在这个过程中发生了突变,从而获得了多碱基酶切位点这样的特点。
一旦病毒获得了这些适应,就将带来疫情的暴发,进而产生足够大且异常的肺炎病例群,医疗监控系统被触发,并发现了病毒。
如果是这种情况,如果疫情能够得到控制,新冠病毒的疫情不太可能再次爆发,因为基因突变是随机的,想要再次获得这样的突变,是有难度的。
有没有可能是实验室泄露的可能?很多实验室都一直在培养冠状病毒,进行一些研究。
但是,在体外或者体内培养的过程中,想要获得新冠病毒的三个特征,是非常苦难的,此前从未有过类似的报道。
从理论上来说,在体外培养的过程中,可能出现受体结合域突变,产生新冠病毒的受体结合域。但是,我们在穿山甲中发现了具有几乎相同结合域的冠状病毒,这为解释新冠病毒是如何通过重组或突变获得这些RBDs提供了一个更有力、更简洁的解释。
同时,多碱基酶切位点或O-连接型聚糖结构的存在也反对了基于实验室培养的假设。因为只有在细胞培养物或动物中长时间传播低致病性禽流感病毒的情况下,才能产生多碱基酶切位点。
此外,如果真的通过细胞培养或动物传代产生新冠病毒,则需要事先分离具有非常高遗传相似性的祖病毒,在具有人类同源ACE2受体的动物中大量传代,但这些工作此前从未有报道。
同时获得O-连接型聚糖结构的可能性也不大,因为这种突变通常表明免疫系统的参与,这在体外是不存在的。
综合目前的研究结果,我认为新冠病毒不是来自于人工合成,也不是实验室泄露,而是来自大自然。你说呢?
对于新冠病毒是源自自然还是人工合成,我以专业的角度分析,大概率是被人工合成的,但谁也无法证明是人工合成的,即便链条再怎么丰满,也一样的疑车无据,我来分析下具体原因。
可疑点1:这个病毒之所以被称为“SARS2”,就是因为他的受体结合域的三维结构与SARS几乎完全相同,但被精准地替掉了4个氨基酸。
可疑点2:碱基替换在基因组里是近似随机出现的,所以基因组里不同位置的碱基替换率应该大致一致,否则可以视为有重组或者基因水平转移的征象,但事实是碱基替换率突然提高。
可疑点3:“酶切点位”上pShuttle-SN的存在,证明对这个位置进行了人工编辑。比较nCoV-2019的基因组与近缘的蝙蝠分离株 bat-SL-CoVZC45的基因组,会发现恰好在这个位置。
这三个疑点在基因编辑大牛眼里,非常心知肚明代表着什么。但是为什么不能确凿的说是被合成的呢?因为病毒在自然条件下是可以形成的,但概率非常低。就好比你把拼图的小碎片从楼上扔下去,落地的时候它们恰好拼出了整张图案。
很多门外汉都知道单链RNA病毒存在变异,但是这个概率也是很低的,对于疫苗来说,不论病毒怎么变,只要是识别病毒基因组特有分子蛋白就可以抑制。如果病毒的变异是大家想象中的那么快,而且还能不断变化特有蛋白,那这个病毒的使命很可能是为了终结某个物种了。
新冠肺炎的疫情持续在全球蔓延,关于病毒的起源始终众说纷纭,不少专家们看到新冠病毒的结构影像后,忍不住感慨,这完美得不像是自然产物。也因此,有人推测新冠病毒其实是人为病毒。
不过,近日由美国、澳洲、苏格兰研究人员组成的团队,针对 COVID-19和相关病毒的公开基因定序数据分析后,认为并未发现支持实验室人为制造的任何证据,基本上可以说 COVID-19 就是自然界演化的产物。
两大特征排除新冠病毒是「人造病毒」
冠状病毒是自然界中常见的一种病毒类型,可能导致严重程度不等的数种疾病。包含 2003 年爆发的SARS、2012 年的中东呼吸症候群MERS都是其家族的知名成员,而新出现的 COVID-19 也是成员之一。
为了更了解关于新病毒的一切,中国疫情爆发不久后,当地科学家便对 COVID-19 基因体进行了定序,并将数据提供给全世界的研究人员。
在《Nature Medicine》刊载的新研究中,美国斯克里普斯研究所(TSRI)和跨国团队透过这些测序数据尝试探索了 COVID-19 的起源与演化方式,发现病毒的两个特征:突刺蛋白 RBD 突变及独特的骨架,基本可以排除掉实验室人为制造出病毒的说法。
在分析病毒突刺蛋白的两个重要特征时,研究人员发现,COVID-19 的受体结合区域(RBD)已经进化成能有效靶向人体细胞表面被称为 ACE2 的受体,考虑到突刺蛋白在结合人体细胞上的效率之高,团队认为这不太可能是基因工程下的产物,更像是自然演化的结果。
除此之外,COVID-19 的整体分子结构也支持这项理论。
TSRI 免疫学和微生物学副教授、研究作者 Kristian Andersen 指出,如果有人试图设计一种新的冠状病毒做为病原体,他们更可能会利用已知会引起疾病的病毒做为基础,但 COVID-19 的骨架与已知冠状病毒截然不同,反而是和蝙蝠、穿山甲中发现的相关病毒更为相似。
病毒从何而来?团队给出2个猜测
但如果能够排除人为,病毒究竟从何而来?
根据基因体定序分析,团队认为,COVID-19 很有可能的起源有两种。
一种情况:病毒在非人类宿主中自然演化为目前的状态,接着跳向人类
由于在进入人体前已经进化到目前致病机制,这种情况中一旦病毒能感染人类,便可能出现迅速扩散。
这也是以往两大冠状病毒爆发的方式,包含 SARS(麝香猫)、MERS(骆驼)都是如此。至于 COVID-19,团队认为蝙蝠是很可能的来源,因为病毒与蝙蝠冠状病毒非常相似,但目前仍未出现蝙蝠直接传播的案例,推测蝙蝠与人类之间可能还存在中间宿主。
另一种情况:则是病毒的非致病版本先从动物宿主跳向人类,才在人群中演变为目前的致病状态。
由于 COVID-19 病毒的 RBD 结构与亚洲穿山甲身上的冠状病毒非常类似,有可能是透过中间宿主传给人类,在人体内进化后,才演变成 COVID-19 病毒突刺蛋白上看起来与禽流感菌株的十分相似的「切割位」(cleavage site)特征,变得能在人与人间迅速传播。
团队强调,目前难以得知 COVID-19 究竟是来自哪种情况,但如果 COVID-19 是以当前致病形式跳入人类,这将增加未来疾病再次爆发的可能性;在病毒株仍可能在动物种群间传播的情况下,病毒很可能重施故技再度出现。
自新冠疫情爆发以来,关于病毒的源头,网络上流传出多个版本,有阴谋论,有实验室泄露论,当然也有自然发展论。截止目前,没有任何一项研究能够给出确切的答案!但是就目前疫情给全球带来的影响来说,阴谋论根本站不住脚!而越来越多研究证明,实验室泄露论也存在诸多破绽,更多研究证明:这次病毒的源头就是来自大自然!
截至目前,新冠疫情已经蔓延至全球超过200个国家和地区,超过110万人确诊感染,超过6万人因此失去宝贵的生命。现在仍有一些人认为这次新冠疫情就是某些国家散播的生物武器。显然,这是一种狭隘的猜测!试想,如果新冠病毒真的是生物武器,为什么散播武器的人没有解药呢?显然,这个猜测站不住脚!
除了阴谋论,也有一种声音认为,新冠病毒是实验室不慎泄露的,导致全球传播。近日,科学杂志《自然医学》发表的证据分析表明,新冠病毒“不是在实验室中构建的,也不是有目的性的人为操控的病毒”,因为研究人员发现,新冠病毒并不具有“之前使用的病毒主干结构”。
从科学家目前的分析来看,新冠病毒很有可能就是来自于大自然。因为研究人员发现,新冠病毒与在蝙蝠中发现的冠状病毒相似性达到96%,正是4%的变异解释了为何它有如此高的传染性。这4%的变异导致病毒表面蛋白具有更强的传染性。科学家推测,这种病毒很有可能已经在人群中传播了数年,因为这次变异导致它们具有人传人的能力,从而引发了这次全球大流行的疫情。
最后呼吁一下:在没有确切证据证明新冠病毒的确切来源之前,停止一切无端的猜测是对因疫情而失去生命的全球5万多逝者最大的尊重!也是对全球数以亿计为新冠疫情防控付出努力的人们的尊重!
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新型冠状病毒到底是来源于自然还是人工合成?
新型冠状病毒感染引起新冠肺炎,病毒进入人体之后,病毒就和人体相互斗争,斗争会产生不同的表现,斗争的结果可以表现为
病原体被清除。
引起损伤,导致患者出现明显的症状和体征。
引起轻微损伤或者没有引起损伤,患者就不会出现任何症状和体征。
无症状的病毒携带者。
病毒进入人体之后能否导致人体发病,主要和病毒的侵袭力、毒素和毒力因子、病原体是否发生变异、以及病毒的毒素和毒力因子。
只有病毒侵入人体就有可能引起疾病,面对新冠肺炎疫情在全世界暴发流行加重,自从新冠肺炎暴发流行以来人们都在不停追根溯源,都想弄清楚新型冠状病毒到底来自哪里,由于新冠肺炎来的时候,人们对新型冠状病毒的所有都是未知的,而且根据新冠肺炎在全世界普遍开花的疫情来看,新型冠状病毒可能来自多个地方。
有症状的的患者,如患者可以通过咳嗽咳痰或者打喷嚏排毒。
无症状的病毒携带者。
被新型冠状病毒感染的动物,比如野生动物。
当然目前为止是有人认为病毒是来自实验室人工制造并泄漏出来的,根据人们对新型冠状病毒的研究来看,来自实验室人工合成的可能性不大,因为没有那一个国家敢冒这个险,因为这个事情会引火烧身甚至祸害全球而遗臭万年。
当然还有人认为来自外太空,如流星把新型冠状病毒带人地球,这种可能也不是没有。
追根溯源新型冠状病毒到底来自哪里,找到第一个感染新型冠状病毒的患者非常重要,由于新冠肺炎来的时候,人们对新型冠状病毒一无所知,而且第一个新冠肺炎可能是轻症患者也有可能是危重症患者,轻症患者完全有可能自愈了病毒被人体清除,危重症患者完全有可能死亡了,而且可能是被当作其他疾病治疗或者合并其他疾病治疗的时候死亡了,所以要寻找第一个患者,比登天还难,形如非典肺炎和艾滋病,到目前为止,病毒究竟来自哪里依然没有找到。
虽然病毒追根溯源困难,但是对于新型冠状病毒人们还是可以预防,预防大于治疗,人们能够见得到的传染源主要是患者,通过隔离和治疗患者可以阻断传染源,通过佩戴口罩和减少聚集或者聚会可以阻断传播途径。
中国有历史记录以来就没有遇到过这样的病毒虽然在自然界找到了原祖,类似的基因,但是实际上几千年都没这种情况,你觉得可能是自然发生的么,还有早期的非洲猪瘟也是自然界有宿主的,看起来是自然界的,实际上人为培育病毒故意投放病毒的可能性达到了百分之九十的可能性,但是就是不知道是哪个国家的人或者恐怖组织做的了,当然第一嫌疑人就是特朗普。
谢谢邀请。新冠疫情爆发以来,全球累计感染病例高达230万,死亡病例高达26万多,可谓来势汹汹,面对疫情,人们自然会提出疑问,新冠病毒来源何处?回答这个问题有点难,但目前专业人士的普遍观点还是来源于自然。
之所以提出新冠病毒可能是人工合成并不是学术界,而是一些西方政治家。2020年2月4日,美国共和党参议员汤姆科顿发表言论认为,新冠病毒是武汉研究室制造并泄露出来的。他的根据并不充分,仅仅依据的是该亚洲唯一的生物安全4级实验室(P4实验室)位于武汉,首例来源于武汉新冠病毒病人就在武汉海鲜市场,这恰恰就在P4实验室附近。
紧接着,印度德里大学和印度理工学院研究人员也发表文章认为该病毒是人为制造,其理由是2019年新冠病毒棘突蛋白中含独特的插入序列不可能存在于自然界之中。文章发稿不久就受到大量质疑,武汉病毒研究所研究员石正丽也对此进行了驳斥!
病毒来自于人工合成的观点有点耸人听闻。其潜台词的背后就是病毒武器。这种反人类的行为相信为所有的正直的科学家所不耻。退一万步讲,即使有少数违背伦理良知的科学工作者希望做这方面的研究,必然需要得到国家力量的支持,没有这种支持,此类研究是无法完成的!
再退一万步讲,即使有国家的支持研发此类武器有何益处?个人认为:损人不利己。因为此类武器的研发最大的风险就是非常容易误伤自身,因为病毒是不认得敌我的。此外,如何将病毒武器投放到对方区域也是一个巨大的难题。
总而言之,尽管没有最后定论,个人还是认为冠状病毒来源自然。欢迎关注我的头条-江苏省肿瘤医院李枫。
是不是合成,只要分析研究世界各地的新冠病毒基因是不是一致就可以大致判断。如果基因不一样,流行病学调查确实没有关联,就证明不是合成。例如,根据目前掌握的资料,欧洲、美洲和亚洲的新冠病毒基因不一样,另外从流行病学调查成果分析,没有确切的证据证明意大利和美国新冠病毒与武汉有关,因为意大利1号病人并没有与武汉人接触过。
武汉新型冠状病毒的基因组序列早已向全世界公开,基因组数据显示,新型冠状病毒(2019-nCoV)共有29000多个核苷酸碱基。相比起已知冠状病毒家族其他成员,其与蝙蝠来源的冠状病毒关联最大。
中科院一位生物信息学领域研究员在接受财新网采访时称,新冠病毒“肯定是天然的,它不可能是人工的”。
与云南菊头蝠中存在的蝙蝠冠状病毒RaTG13比较,新型冠状病毒的基因组与其一致性高达96%,而即便是4%的基因差异也是极大的,约为1200个点位的基因突变, “只有大自然有这种本事,经过很多年的进化造出这样一个病毒,”该研究员说。
1月31日,曾与石正丽(我国的病毒研究专家)合作研究的Peter Daszak也对《科学》杂志称:“每当一种新的疾病或病毒出现,都会有同样的故事:这是某个机构泄露释放的,又或是基因编辑的病毒。这是一种耻辱(It's just a shame)。”
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