l早在中国湖北省首次报道一种新的类似流感的疾病之前，一只蝙蝠——或者可能是一整群蝙蝠——携带一种新型冠状病毒在该地区飞行。必威体育西汉姆官网当时，这种病毒对人类还没有危险。然后，大约在11月底，它经历了一个轻微的额外突变，演变成我们现在称为SARS-CoV-2的病毒株。随着病毒RNA的逆转，COVID-19大流行开始了。
和几乎每次疫情一样，引发这场全球危机的突变最初没有被发现，尽管冠状病毒家族已经已知会导致多种人类疾病。必威体育西汉姆官网耶鲁大学病毒学家克雷格·维伦(Craig Wilen)告诉我:“这些病毒长期以来一直没有得到充分研究，也没有得到它们应得的关注或资助。”
一种蝙蝠冠状必威体育西汉姆官网病毒引起了非典的爆发，在非典得到控制之前，2002年和2003年，吓坏了世界上大部分地区，导致774人死亡。自那以后，中东呼吸综合征(MERS)定期爆发，这是由另一种蝙蝠冠状病毒引起的，这种冠状病毒会通过骆驼传播;必威体育西汉姆官网自2012年以来，已造成884人死亡。然而，大多数关于潜在大流行的研究仍然集中在流感病毒上，比如禽流感，因为它们每年造成大量死亡。COVID-19暴露出这种一意孤行的危险。
一些科学家试图拉响警报。在2015年的一项研究中，北卡罗莱纳大学(University of North Carolina)的流行病学家拉尔夫·巴里克(Ralph Baric)和他的同事分析了蝙蝠冠状病毒的基因组，并警告说:“我们的工作表明，目前在蝙蝠种群中传播的病毒有重新出现必威体育西汉姆官网SARS-CoV的潜在风险。”1第二份来自同一组织的论文在第二年警告说，另一种类似SARS的蝙蝠冠状病毒疾病“即将出现在人类面前”必威体育西汉姆官网2
众所周知，蝙蝠是潜在的人类新疾病的宿主。这些动物携带着几十个，也许是数百个冠状病毒家族成员。必威体育西汉姆官网这些病毒中的大多数都是蝙蝠正常微生物群的一部分，它们与宿主和谐共处，不会造成伤害。但冠状病必威体育西汉姆官网毒和所有生命形式一样，在繁殖过程中积累随机的基因变化。偶尔，突变会让病毒感染其他动物(包括人类)，并在自然选择中取得重大胜利:产生更多的后代。
这是病毒的胜利。对我们来说，就没有那么多了。
T蝙蝠冠状病毒的两个关键突变使我们走上了新冠病毒-19大流行的道路。必威体育西汉姆官网第一个修改了从病毒中突出的刺状结构的结构。这些突出物使该病毒有了一个姓氏：“Corona”在拉丁语中的意思是“crown”。这些改变的尖峰使病毒能够粘附在一种叫做ACE2的蛋白质上，这种蛋白质排列在呼吸道上。3.导致SARS流行的相关病毒采用了类似的感染机制，另一种导致人类普通感冒的蝙蝠冠状病毒也是如此。必威体育西汉姆官网
第二个关键突变使冠状病毒生长出一种名为furin的蛋白质匕首，它可以切开必威体育西汉姆官网其他蛋白质，使病毒紧紧结合在喉咙和肺细胞上。4呋喃蛋白使新冠病毒对人类如此具有传染性和致命性。从这个意义上说，SARS-CoV-2与炭疽和各种鸟类流感相似，它们也依赖于呋喃类病毒进行感染。
蝙蝠冠状病毒的两种关键突变使我们走上了通往COVID-19的道路。必威体育西汉姆官网
这些突变可能是在病毒在蝙蝠中传播时发生的。也有可能是一种或两种突变在感染了较早版本病毒但没有表现出症状的人身上爆发。最有可能的是，蝙蝠和人类之间有一个中间宿主。穿山甲是一个强有力的候选者。在中国，穿山甲因其肉和鳞片的药用价值而备受珍视。流行病学家怀疑，有人在武汉的一个“菜市场”买了一只穿山甲，吃了之后感染了穿山甲，引发了传播链。
目前，关于新冠病毒19出现的故事只是一个假设。“我怀疑我们永远不会知道，”威伦说，因为我们在蝙蝠、人类和潜在中间宿主中并没有足够的病毒样本。但这种说法与大多数病原体在物种间转移的方式是一致的。这种物种跳跃的过程称为人畜共患病，占人类疾病的60%和新出现感染的75%。
这种说法也与利用遗传流行病学工具对该病毒进行的详细新研究一致。5大自然提供了一个方便的时钟，帮助研究人员试图重建COVID-19等病毒的进化历史和发展。每个基因组都以可预测的背景频率变异。大多数突变对生物体的生物学没有显著影响，但是tick-tick-tick基因的变化使科学家能够构建不同菌株或物种彼此分离的顺序。有了这些信息，他们就可以构建一个系统发育树——描述进化关系的分支图。
1月10日，一组中国和澳大利亚的研究人员发表了第一个序列来自武汉爆发的新病毒(当时还未命名)的信息。来自武汉的其他序列很快跟进，使得西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的特雷弗·贝德福德开始构建我们现在称之为SARS-CoV-2的病毒的系统发育树。
到目前为止，还没有迹象表明这种病毒变得更致命或更具传染性。
如果疫情是由多种来源的几种病毒引起的，那么遗传多样性就会很大。事实上，贝德福德看不到什么。他说：“从很早的时候起，很明显，nCoV基因组缺乏预期的遗传多样性，而这种遗传多样性会随着来自不同动物库的反复人兽共患病事件而发生。”。他的研究进展迅速。1月13日，第一例新冠肺炎病例出现在中国境外的泰国。贝德福德将这两个病例添加到他的数据库中，得出结论，世界正面临一种单一的致命新疾病的爆发。
他说:“持续的人际传播的结论在1月17日变得难以忽视，当时来自两例泰国旅行病例的新型冠状病毒基因组显示出相同的、有限的遗传多样性。这两例病例报告没有市场接触。”必威体育西汉姆官网“这一基因组数据是疫情持续蔓延的最早也是最有力的迹象之一。当我意识到这一点时，我花了1月20日那一周的时间提醒我认识的每一位公共卫生官员。”
几乎没有人听。贝德福德回忆说:“我记得当时我被持续的狭窄病例定义和限制性检测吓到了。”美国直到3月13日才宣布进入紧急状态。
B埃德福德目前正努力协助下一阶段遏制和抗击新冠病毒-19大流行。他和他的团队负责一个名为下一代它追踪多种病原体，包括流感、结核病、西尼罗河病毒，现在又有了SARS-CoV-2。截至3月20日，SARS-CoV-2的系统进化树包括在内855个基因组序列不同的菌株。Nexstrain和其他基因组数据库中编目的基因序列将使传染病专家能够监测病毒的任何令人担忧的变化。
到目前为止，还没有迹象表明这种病毒的致命性或传染性在增加——尽管也没有减弱。近停滞状态是一种新型人类病原体的典型表现。从进化的角度来看，SARS-CoV-2已经在进行着伟大的自我复制工作。因此，它感受不到改变的进化压力。病毒会继续活动，直到它们被控制住，或者杀死宿主。
新冠病毒-19如何变化的模型来自艾滋病毒/艾滋病。
贝德福德说：“尽管没有一种新冠病毒-19突变看起来特别有趣，但仍有一些事情需要注意。”。他特别注意监测spike蛋白的任何突变，这将对疫苗开发产生重大影响。
流感季节说明了病毒突变的潜在影响。流感病毒之所以能持续感染人类，是因为它们表面的蛋白质在不断变化。你的免疫系统无法识别病毒重组的蛋白质，所以你每年都需要注射新的流感疫苗。幸运的是，SARS-CoV-2有很大的不同。流感病毒的基因组要小得多，而且它们经常在多种物种之间传播——猪、鸟和人。这两种属性使得流感病毒比冠状病毒更有可能发生突变，冠状病毒包含最大的RNA病毒基因组之一，而且跨越物种障碍的频率要低得多。必威体育西汉姆官网
关于COVID-19可能如何变化的一个更好的模型来自现代最大的流行病:艾滋病毒/艾滋病。由于一些迄今为止进行的最优雅的基因组流行病学研究，我们知道艾滋病毒的祖先在跳到黑猩猩身上之前是无害的，可能是通过一顿不明智的大餐。6在黑猩猩身上，这种病毒进化成了一种类似现代艾滋病毒的病毒。1931年左右，艾滋病首次出现在喀麦隆西南部的人类身上;可能有人在宰杀黑猩猩作为食物时被割伤了。在进入金沙萨市之前，艾滋病毒在非洲农村地区的人群中一直很少见。金沙萨市位于现在的刚果民主共和国境内。一旦到达城市，病毒就会迅速传播，先是在那里，然后传遍全世界。
当HIV在1981年被发现时，许多人担心它会变异成更致命的东西，可能是一种空气传播的形式。当时没有人知道，这种病毒已经存在了40年，没有多大变化。又过了四十年，艾滋病毒并没有变得更致命或更具传染性，但它仍然感染了7500万人，导致3200万人死亡。当我们面对另一种从动物传染给人类的疾病时，这些数字令人警醒。即使COVID-19病毒被证明像艾滋病毒一样变化缓慢，也可能需要数年时间才能完全得到控制。更多的物种杂交疾病的爆发可能是由于人口增长和人类对野生环境的侵犯。
我们会吸取教训吗？如果你是一名病毒学家，至少在一段时间内，你肯定会更容易获得研究冠状病毒的资金。几乎每个国家都在谈论加强对另一场大流行的准备。在此次疫情爆发后不久，中国政府就停止了在监管松散的湿货市场上出售食用和药用活动物。必威体育西汉姆官网
然后，中国在非典爆发后又做了同样的事情，当时流行病学家推断，病毒始于蝙蝠，通过一种被称为果子狸的类似猫的动物传播，这种动物也在菜市场上出售。多年来，传统和腐败悄悄让市场重新开放。
罗伯特·巴泽尔是耶鲁大学分子、细胞和发育生物学的兼职教授。38年来，他一直担任NBC新闻的首席科学记者。
工具书类
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