健康小常识：剑桥大学最新研究COVID-19起源成果，遗传网络分析

研究显示，随着COVID-19从中国和亚洲传播到澳大利亚、欧洲和北美，它通过基因突变形成了“初期超新星”。研究人员表示，他们的方法可以用来帮助发现尚未证实的感染源。

通过分析第一批160个完整的病毒基因组，科学家们已经绘制出了一些新的冠状病毒通过其突变的原始传播，这些突变产生了不同的病毒谱系。

剑桥大学的首席作者、遗传学家彼得·福斯特博士说：“有太多的快速突变，很难精确地追踪到一棵COVID-19系谱树。我们使用数学网络算法来同时可视化所有可能的树，”。

“这些技术主要是通过DNA来绘制史前人类的运动轨迹。我们认为这是第一次使用它们来追踪像COVID-19这样的冠状病毒的感染途径。”

研究小组使用了从2019年12月24日至2020年3月4日期间从世界各地采集的病毒基因组数据。这项研究揭示了COVID-19的三个不同的“变种”，由一串串紧密相关的世系组成，它们分别被标记为“A”、“B”和“C”。

福斯特和同事们发现，与在蝙蝠体内发现的covid19类型最接近的一种病毒——A型，即“原始人类病毒基因组”——在武汉存在，但令人惊讶的是，它并不是这座城市的主要病毒类型。

据报道，在居住在武汉的美国人身上发现了变异的A型病毒，在来自美国和澳大利亚的病人身上也发现了大量的A型病毒。

武汉的主要病毒类型“B”在东亚各地的患者中普遍存在。然而，这种变异并没有传播到该地区以外，没有进一步的变异——这意味着在武汉发生了“创始者事件”，或者东亚以外地区对这种covid19的“抵抗”，研究人员说。

在法国、意大利、瑞典和英国的早期患者中发现，“C”型是主要的欧洲型。“C”型在中国大陆的样本中没有发现它，但在新加坡、香港和韩国发现了它。

新的分析还表明，这种病毒最早进入意大利的途径之一是1月27日首次记录在案的德国人感染，而另一种早期意大利感染途径与“新加坡群集”有关。

重要的是，研究人员说他们的基因网络技术准确地追踪了已建立的感染途径:突变和病毒谱系连接了已知病例之间的点。

因此，科学家们认为，这些“系统发育”方法可以应用于最新的冠状病毒基因组测序，以帮助预测未来全球疾病传播和激增的热点。

福斯特说:“系统发育网络分析有可能帮助确定未经证实的covid19感染源，然后可以对其进行隔离，以遏制该疾病在世界范围内的进一步传播。”福斯特是剑桥大学麦克唐纳考古研究所(McDonald Institute of Research)和该校继续教育研究所(Institute of Continuing Education)的研究员。

研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。该研究使用的软件，以及1000多个冠状病毒基因组的分类和计数，可在www.fluxtechnology.com免费获得。

变异‘A’与在蝙蝠和穿山甲中发现的病毒最接近，被研究人员描述为“疫情的根源”。类型“B”由“A”衍生而来，由两个突变分开，然后“C”是“B”的“子代”。

研究人员表示，“B”变种在东亚的本地化可能源于一种“创始人效应”:当一种病毒从一个小的、孤立的感染群体中建立起一种新类型时，就会出现遗传瓶颈。

福斯特认为，还有另一种解释值得考虑。“武汉B型病毒可能在免疫或环境上适应了东亚人口的很大一部分。它可能需要变异来克服东亚以外的耐药性。在这个初始阶段，我们似乎在东亚看到了比其他地方更慢的突变率。”

他补充说:“我们详细研究的病毒网络是一种流行病早期阶段的快照，在COVID-19的进化路径被大量突变所掩盖之前。这就好像是在捕捉一颗正在形成的超新星。”

从今天的PNAS研究开始以来，研究团队已经将其分析扩展到了1001个病毒基因组。福斯特说，虽然还没有经过同行的审查，但最新的研究表明，第一次感染并在人类中传播的COVID-19病毒发生在9月中旬到12月初之间。

研究人员使用的系统发育网络方法——允许在一个简单的图中同时可视化数百棵进化树——于1979年在新西兰率先使用，然后在1990年代由德国数学家开发。

原文地址:

https://www.cam.ac.uk/research/news/covid-19-genetic-network-analysis-provides-snapshot-of-pandemic-origins