新的基因研究指出武汉动物市场可能是新冠疫情起源

科学家表示,对COVID-19大流行早期从武汉一个活体动物市场收集的基因物质的新分析,加强了这一观点,即疫情可能起源于该市场,当时冠状病毒从受感染的动物传播到人类。据《细胞》杂志报道,研究结果并未确定任何特定受感染的动物将SARS-CoV-2病毒带到这个拥有超过1100万人口的中国城市。也无法确凿证明华南海鲜批发市场是导致全球超过700万人死亡的疫情的起点。

但基因证据显示,该市场具备引发疫情的条件,使得解释冠状病毒从实验室、农场或甚至城市的其他四个活体动物市场中出现变得愈发困难,研究作者说。“这就像如果一种大猩猩病毒在圣迭戈出现,首先感染了在圣迭戈动物园工作和居住附近的人,然后广泛传播,”参与研究的亚利桑那大学进化生物学家Michael Worobey说。“要推断这种情况很可能来自动物园的大猩猩并不困难。”

自疫情早期起,疫情的根本原因一直是一个热门话题。武汉有一个单位实验室,科学家研究类似SARS-CoV-2的冠状病毒,这一事实引发了政客、国家安全专家、深夜脱口秀主持人和许多科学家,包括Worobey,对病毒是否从实验室泄漏提出了质疑。虽然这一论点可能有说服力,但缺乏实质性证据支持泄漏假说。

与此同时,更多的信息表明,COVID-19的致病病毒,像引起SARS、MERS和流感的病毒一样,是起源于动物,这一点已说服了相关领域的专家。国际任务组成员、澳大利亚悉尼大学和Westmead医院的医学病毒学家Dominic Dwyer表示,新的研究结果延续了这一趋势。“你将所有的起源假说摆上台面,然后随着证据的增加,一些假说变得更为强大,”Dwyer说,他没有参与最新的研究工作。

“这篇论文有更多证据支持通过华南市场的动物起源假说。”周四发布的分析是基于中国疾病预防控制中心的研究人员在市场于2020年1月1日关闭后不久收集的数百个样本中提取的基因数据。中国团队在去年《自然》杂志的报告中提到,他们在测试的74个环境样本中检测到了冠状病毒。Worobey和他的同事进一步深入研究了这些数据。他们使用两种不同的基因测序技术,寻找SARS-CoV-2的片段以及动物和人类的DNA。

然后他们将发现绘制在广阔的市场地图上,使团队能够重建几起初始感染如何演变为全球健康紧急情况。在2020年1月初收集的585个样本中,含有冠状病毒的样本集中在市场的西南部分。恰好这是野生动物被关在笼子中待售的区域。Dwyer说:“市场占地几英亩,这归结于市场的一个角落和几个摊位。这符合动物起源。如果是来自市场中游荡的人,你会在各处发现。”研究作者写道,一个摊位“特别突出”。

多个地方有SARS-CoV-2的证据:至少在一辆手推车上,一个铁容器上,地面上,和一台用来去毛和羽毛的机器上。研究人员称之为“野生动物摊A”。2020年1月底,市场排水系统采集的另60个样本中,四个样本中发现了冠状病毒的基因证据,其中包括在野生动物摊A前的一个样本。研究人员写道,这个排水管在2月中旬仍然测试出SARS-CoV-2阳性。下游的两个排水管可能被野生动物摊A的废水污染也测试出阳性。

含有冠状病毒的摊位样本中还包括狗、兔子、棕竹鼠、马来豪猪和果子狸等动物的DNA。最丰富的DNA是来自貉狗,还有一些在一个同样测试出阳性的附近垃圾车上检测到。目前最接近的野生SARS-CoV-2亲缘病毒是在中国南部、老挝和越南的菊头蝠以及中国南部的穿山甲体内循环的冠状病毒。但在华南市场的样本中没有发现蝙蝠或穿山甲的DNA。研究作者指出,貉狗、果子狸、棕竹鼠和马来豪猪以前都曾传播过蝙蝠冠状病毒。

他们猜测这些动物是否在武汉也做过同样的事?研究作者写道,目前还不清楚棕竹鼠或马来豪猪是否可感染SARS-CoV-2。没有坚实证据表明果子狸能感染病毒,但实验室实验表明动物细胞系对病毒易感。另一方面,已知貉狗能够感染和传播SARS-CoV-2。而野生动物摊A是貉狗数量最多的摊位。研究人员深入研究貉狗DNA,试图确定这些貉狗是否来自可能与蝙蝠接触的中国南方。

他们未能确定,但排除了与生活在中国北部皮草农场的貉狗有关联的可能性。Worobey及其同事还研究了在野生动物摊检测到的非SARS-CoV-2动物病毒,以寻找感染动物来源的线索。华南市场中感染果子狸的可布病毒与在四川和广西省出售动物中检测到的病毒密切相关,这些地方离菊头蝠和穿山甲的栖息地更近。

而感染棕竹鼠的贝塔冠状病毒在广西的一个棕竹鼠农场中有密切的亲缘病毒,市场供应商曾从广西的两个南方省份采购动物。研究作者写道:“这些发现表明从中国南方到武汉有感染动物的运输,这可能是导致SARS-CoV-2出现的贸易渠道。”研究的资深作者、法国国家科学研究中心的进化生物学家Florence Débarre表示,要确认这一点还需要更多的侦查,包括在中国进行动物样本采集实地工作。

Worobey表示他计划继续这一研究方向。Dwyer对确定市场动物来源的努力表示赞赏,并通过推论如何将病毒传播到市场。科学家表示,第二条证据线也支持大流行具有所谓的动物源起假说。在2020年1月1日在华南市场收集的样本中,研究人员识别出了四个近乎完整的SARS-CoV-2基因组。其中一个属于所谓的A系谱,另外三个属于密切相关的B系谱。

研究者无法判断这些病毒是来自动物还是人类,但A系谱样本来自一个工人,他在2019年12月中旬寻求医疗帮助。尽管当时还没有认识到COVID-19是一种疾病,但世界卫生组织的报告后来描述该工人是怀疑的早期患者。确认两种系谱都出现在市场中,使团队能够比较它们的基因组并向后推断出两种病毒株分离的时间,以及它们最近的共同祖先的样子。他们提出了六个候选者,其中一些更为可信。

研究负责人Alexander Crits-Christoph表示,其中四个最具有可能的候选者之一的准确概率为99%,而这四个候选者都有一个重要的共同点:它们是整个大流行的最近共同祖先的“等同或相同”。研究作者说,如果疫情始于华南市场,这是他们预期会发现的结果。在这种情况下,感染病毒的动物或动物在11月或12月初到达市场。病毒随后在紧密隔离的室内动物间传播,及其人类饲养者之间。

那些条件使得病毒在人与密集城市新宿主之间多次传播并建立传播链。另一方面,Dwyer说,将这些证据整合成冠状病毒通过进口冷冻食品进入中国(正如中国单位所称)或从生物安全协议松懈的病毒学实验室泄漏的连贯故事变得越来越困难。他说:“我们还没有任何支持实验室泄漏或冷冻食品的理论的新增证据。它只是继续加强动物和市场的假说。”

Débarre说,考虑到疫情始于一个科学家研究冠状病毒的病毒学实验室所在的城市,提出是否这不仅仅是巧合,以及是否有被掩盖的证据是合理的。“我们中的许多人最初对这个想法非常开放,”她说。“但随后数据不断累积,所有证据都朝同一个方向指引——指向市场。”“在科学中极少有最终答案,”她补充道。“你会说,‘根据我们现有的所有数据,这似乎是最可能的解释。’”