国家应尽快重新介入华南海鲜市场及病毒源头追查

只有尽快找到这一种中间宿主,我们才能了解到病毒是如何完成蝙蝠与穿山甲身上的两种病毒的重组,也就是我上面截图的那个疑问,怎么在全基因层面上继承了蝙蝠的序列,又糅合进了穿山甲的刺突蛋白的S区域,还能形成Furin蛋白酶切割位点。如果在所有现有的华南海鲜市场的宿主样本上,我们都没有办法找到这么一种中间宿主。那么,你们自己好好想想答案会是什么。

国家应尽快重新介入华南海鲜市场及病毒源头追查

(本文包含了一些相当硬核的病毒感染机制和相关术语,不过不要担心,我已经尽可能用大家都看得明白的语言去写了,而且,我觉得每一个感兴趣的人,都应该去好好了解下相关的机制。)

在我看来,现在我们集中了大量的医疗救护力量在对抗病毒,但有一个非常重要的地方却可能没有得到我们同样重视,甚至说可能被忽视了。

那就是对病毒最开始源头的追溯。

在我看来,这才是问题的关键。

抗击疫情,不仅仅是前线医务人员的工作,公安机关和相关的职能部门,更应该在疫情之外,去追查真相。

1月份病毒还没有造成像今天这般巨大的破坏的时候,我就记录过自己的在半清醒状态下的一些感知。

因为没有严格的逻辑推理过程,所以当时只发在摸鱼录上,《记录一个关于武汉肺炎传播途径和最初来源的梦》:

第一是病毒的传播途径,在梦里,我得到的结论是病毒已经不仅仅能够通过呼吸和空气渠道传播,甚至病人接触过的物体表面,也是一个重要的途径,而且可以长期存活在被接触过的物体表面。

所以不仅要隔绝人员的进出,物流渠道可能也不能忽视了。

第二是病毒最初的来源,在梦里看到的结论是,广东。

梦里恍恍惚惚地有声音对我说,不要再盯着武汉了,快去广东,最初的源头极大的可能在广东,甚至很可能会找到不止一个。

其实很多人以为是一个单纯的梦,而没有细看我在文章开头的第一句写的是:“在看了不少资料之后”。

在前一天晚上,我看了大量的资料,因为当时大部分人都没有意识到这个病毒可能造成的损失,但我却非常警惕,原因你们懂的,我从来不惮以最大的恶意来揣度这个世界。

我看的资料主要分两大部分,第一,是武汉最初的几十个感染者的相关资料,年龄、性别、职业等和他们活动范围等情况;第二,是冠状病毒的相关论文文献。

当时为什么要一早记录下自己半清醒状态下的感知,就是因为从大脑的工作机制来看,在输入足够大量的资讯之后,它可以跳过平时的逻辑推理思考模式,直接给出答案。

现在回看,为什么当时能够得到结论一,可能是因为我看到的多个最初的案例,有一些是暴露过在华南海鲜市场,有一些是完全跟华南海鲜市场没有联系的,所以才得出了病毒可以透过接触物体传播的结论。

而第二个结论,很可能是因为我看的论文里面,有不少是在当年非典之后重新梳理的跨国野生动物的走私网络的文献。

从我个人的角度,我更倾向于华南的海鲜市场不是病毒最开始的源头,华南海鲜市场,只是病毒和病毒宿主的一个集散地,生成病毒的,一定在别的地方。

如果是这样的话,那么意味着,携带病毒的宿主在抵达华南海鲜市场之前,一定已经在运输途中,以及被捕获的时候,跟人类进行过接触。

进行过相关接触的人,有两种情况,一是已经染病且有症状,一是可能当时没有表现出症状但已经携带了病毒。

这就是为什么我们应该重新去整理分析早期的病例和那些早期的武汉以外的特别是广东、广西、云南等边境和存在大量走私渠道的省份的疑似病例,因为它们很可能跟病毒的整个传播轨迹有着密切的相关关系!

华南海鲜市场的商户数量在1000个左右,我们现在已经可以排除病毒是透过海鲜和一般家禽的传播,那应该可以排除掉很大一部分商户,把重点缩小至那些出售过可能病毒宿主的商户。

对于贩卖野生动物的商家来说,因为很多是涉及到国家的保护动物,所以商户一般有固定的上家和供货渠道,我觉得,就算是一家一家地逐家对其进行排查,一家一家确定其供货和运输渠道,整理成一个完整的列表和图谱,消耗的人力和工作量也是可以接受的。

我们拿到这些供货和运输渠道的名单之后,就可以一个一个去对照,看这条链上的相关人员,有没有在华南海鲜市场爆发之前就有过相关的症状,体内有没有抗体存在。

我不知道会不会已经晚了,如果能在一开始的时候就做这个,情况会比现在好很多,越晚做这个工作,只能让有价值的线索越来越少,但不做这个,我们可能永远都找不到最初的源头。

这个工作,生物科研人员是无法去完成的,他们只能去野外捉蝙蝠,无法像国家安全机关那样去调阅相关的定位和活动数据,对相关链条上的可疑人员去进行侦查。

只有公安机关和国家安全部门,能够完成这个职责。

尽管找到100%与这个病毒相似的源头很渺茫,但我们也要去试。

从我个人的角度,我不太接受蝙蝠是新冠宿主这样的说法,坚持一定要从蝙蝠身上找到相关的病毒在我看来更像是某个研究员的一种执念。

蝙蝠携带的冠状病毒病毒从全基因序列层面跟新冠病毒的相似度是96%,这是目前我看到的数据。但96%的相似度意味着什么?人类跟狗或者白老鼠在基因层面的相似度,差不多就是96%。

你抓到一个狗,或者一个白老鼠,跟抓到一个完整的人,差别有多大?

我坚持的原则只有一个:那就是像公安机关破案一样,一定要以爆发的地点为出发点,沿着相关的上下游链条和链条上的人,一层一层找下去,而不是在没有相关链条的情况下跑到几千公里之外去捉蝙蝠。

对于中间宿主来说,因为初期的时候就有一些完全无华南市场接触史的病例,所以现在不排除有多个源头,但首先可以确定的是,肯定有一个在当时的华南海鲜市场。

把当时华南海鲜市场所有的野生动物种类做一个列表,再逐一进行测试和排除,肯定比漫无目的地去猜要靠谱。

目前可以看到的比较接近的是蝙蝠和穿山甲。

但这两个宿主,其身上携带的病毒,跟这次出现在人类身上的,都有着不一样的地方。

根据SZL课题组于2020年2月3日发表在Nature上的文章(2020年1月23日,该文章发表在预印本网站BioRxiv)指出,蝙蝠冠状病毒RaTG13 (Bat CoV RaTG13)和新冠病毒在全基因组层面的序列相同度(sequence identity,也常被称作序列一致性,但不应称作序列相似性)高达96%。

但在关键的刺突蛋白(图中简称S)上,却又是序列相同度最低的地方,特别是刺突的受体结合区域(receptor binding domain,简称RBD)。

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目前已知的病毒中,蝙蝠冠状病毒RaTG13(上图蓝线)和新冠病毒最近,全基因组层面的序列相同度达96%。但在关键的刺突蛋白(S)的受体结合区域,序列相同度最低(~90%)。上图横坐标是新冠病毒基因组核酸位点编号,纵坐标是核酸序列相同度,图片来自石Zl课题组Nature一文中图1c。

刺突蛋白为什么这么重要,因为病毒能够感染人体细胞的关键,就在于刺突蛋白上。

用军事术语来做比喻的话,人体的细胞就好比一座城池,病毒就好比要攻城的一方。

进攻方要攻进去,首先要准备的是什么?云梯。

冠状病毒的的那个冠上的刺突蛋白,就好比是攻城时候用的云梯,而人体正常细胞上的ACE2受体,就好比是城墙上一个合适被云梯卡住的卡口。这个卡口很关键,因为病毒刺突蛋白上的S1只能勾住特定的蛋白,勾不住,它就没法感染这个细胞。

病毒要感染人体,从细胞层面通俗地讲就是刺突蛋白先勾住了细胞表面的ACE2蛋白分子,这种“勾”依赖的是化学里的“氢键”、盐桥(比氢键强度大)、还有疏水相互作用。只有云梯搭上城墙,紧紧地卡在城墙上,进攻方才能够发起进一步的进攻。

病毒的刺突能勾住哪种蛋白,实际上决定了病毒能够感染什么细胞。比如另一种冠状病毒HCoV-229E,产生联接的配对蛋白不是ACE2而是APN。

而APN只存在于上呼吸道黏膜细胞里,这样,病毒虽然感染性很强,人传人很厉害,但只会让我们咳嗽流鼻涕而不会引起致命肺炎。

因为下呼吸道和肺黏膜细胞表面上APN蛋白很少,病毒勾不上,自然就无从感染相关的细胞。

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上面粉红色的一团带子是刺突蛋白的S1部分,下面的黄绿色的是细胞表面ACE2 蛋白,可见两个蛋白之间需要有几个位点紧密配合,才能一次形成4-5根氢键,有足够的力量把病毒沾上。之后更多的刺突蛋白和ACE2 结合,才能把病毒颗粒稳定在细胞表面,为膜融合做准备。

病毒的刺突蛋白的S1区域与人体细胞表面ACE2蛋白的结合能力,表明了这个病毒的传染性的强弱,结合能力越强,这个病毒的传染能力就越强。

之前对于这个病毒传染能力的误判,实际上是低估了刺突蛋白的S1区域与ACE2蛋白的结合能力,直到最近用冷冻电镜看了真实的病毒,发现其S1与ACE2的结合比我们预想的要强得多,这才匹配上临床认为新冠的传染性远强于萨斯的说法。

而SZL找到的蝙蝠样本,最大的问题在哪里呢?

就在于蝙蝠身上的冠状病毒的最关键的S区域,却是与人体上找到的病毒的S部分最不像的。

而与人体上的病毒的S部分最像的是哪个生物内体的病毒呢?穿山甲。

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穿山甲冠状病毒的S蛋白的受体结合结构域(RBD)实际上与SARS-CoV-2的RBD几乎完全一致,只相差1个氨基酸。

但穿山甲身上的病毒最大的问题是什么?

就是除了这个S区域特别相似,甚至可以说接近100%一样之外,从全基因序列,它与在人体中找到的病毒的相似度是比不上蝙蝠的。

另外一个重要的事实是,穿山甲冠状病毒病毒不具有Furin蛋白酶切割位点。

要理解Furin蛋白酶切割位点的作用,我们得再回到病毒的感染机制。

在SARS类病毒感染宿主细胞的过程中,刺突蛋白会被蛋白酶首先切为S1和S2的两部分,这种切割有助于病毒的侵染,这是因为S1完成了把冠状病毒拉近细胞的任务后,需要离去以暴露被其包埋住的S2的头部,使得S2的头部可以插入宿主的细胞膜。

就好比是云梯搭好之后,真正的主力攻城部队才能冲上城墙,有机会破坏掉守城方的防御设施。

新冠病毒的刺突蛋白有个短序列插入PRRA,正好位于S1和S2之间,这个插入和紧接其后的R构成了一个Furin蛋白酶切位点RRAR。这是新冠病毒独有的特征,其它SARS类病毒(包括SARS,蝙蝠冠状病毒RaTG13和穿山甲冠状病毒)都不含这个短序列插入。

通俗地说,S1和S2之间Furin酶切位点的存在使新冠病毒获得了“强力加持”,使其感染性超过SARS病毒。事实上,早在2009年,就曾有研究者在SARS病毒中S1和S2位点之间引入Furin酶切位点(SARS病毒本身不含该位点),结果发现引入后SARS的感染性变高了。

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图中画红框处可以明显看到PRRA是其它三个野生的宿主身上找到的病毒所都没有的。

所以,即使穿山甲冠状病毒病毒虽然在S区域跟人体的病毒高度一致,但因为它不具有Furin蛋白酶切割位点,这说明除了蝙蝠和穿山甲之外,其他中间宿主存在的可能性,而病毒在这些宿主上形成了Furin蛋白酶切割位点,之后传播给人。

如果这种中间宿主的病毒是从穿山甲身上获得的,那么要从穿山甲身上携带的病毒进化为新型冠状病毒需要此中间动物宿主具有极高密度和不短的时间,才能发生这样的变异和进化。(我没有看到能够在野外具备这种极高密度的条件。)

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根据这个领域的一些专业朋友的意见,除蝙蝠和穿山甲之外,第三种中间宿主的存在是可能的。

而东南亚的豪猪,特别是印尼和马来西亚的豪猪身上,有一种叫“豪猪枣”的东西,经常被用作药材。或许也是一个线索。

只有尽快找到这一种中间宿主,我们才能了解到病毒是如何完成蝙蝠与穿山甲身上的两种病毒的重组,也就是我上面截图的那个疑问,怎么在全基因层面上继承了蝙蝠的序列,又糅合进了穿山甲的刺突蛋白的S区域,还能形成Furin蛋白酶切割位点。

如果在所有现有的华南海鲜市场的宿主样本上,我们都没有办法找到这么一种中间宿主。

那么,你们自己好好想想答案会是什么。

致谢:

本文关于病毒感染机制和中间宿主的内容,得到上海科技大学相关学院多位研究人员的支持,特此感谢。

【本文原载微信公众号“NE0”,授权察网发布】

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原标题:国家应尽快重新介入华南海鲜市场及病毒源头追查