新冠基因组变异分析_有中国科研人员研究发现称:华南海鲜市场并非新冠病毒发源地,新冠病毒基因组尚未发生重组事件

新冠基因组变异分析

2-019年12月,湖北省武汉市爆发了一种由新型冠状病毒(非典-CoV-2)(现称COVID-19)引起的肺炎。新型冠状病毒爆发已经两个多月了。确定华南海产品市场是否是唯一的产地,对于发现病毒来源、确定中间宿主、控制疫情和避免再次爆发具有重要意义。中国科学院西双版纳热带植物园与华南农业大学和北京脑科学中心的研究人员一起,收集了来自四大洲12个国家和世界各领域共有的12个国家的93个新型冠状病毒样本的基因组数据(截至2月12日),并通过全基因组数据分析追踪传染源和传播途径。研究发现,收到的93个样本包括58个单倍型,可分为5组(图1),包括3个古代超传播者单倍型(H1、H3和H13)和2个新的超传播者单倍型(H56和MV2);华南海鲜市场的新型冠状病毒是从其他地方引进的,并在市场外迅速传播。与此同时,病例的传播现在至少来自三条途径。在2月12日之前(分别为12月8日和1月6日),新型冠状病毒有两次明显的群体扩增

华南海产品市场的新型冠状病毒从国外进口的

中获得58个单倍型(基因类型),基于120个突变位点。单体型进化关系表明单体型H13和H38是相对“古老”的单体型。它们通过中间载体(mv1,可能是祖先单体型,可能来自中间宿主或“零号患者”)与蝙蝠冠状病毒鼠13相关联,并通过H3单体型获得H1单体型与华南海产品市场相关的患者样本的单体型都是H1及其衍生的单体型H2,H8-H12(图1,A),而武汉样本单体型H3与华南海产品市场无关可见,华南海产品市场的新型冠状病毒是从外地传入,并在市场内迅速传播到市场外的。此外,根据患者发病时间记录和人口扩张时间推断,华南海产品市场不是病毒的发源地的推断也得到了证实。

对“古代”单倍型H13和H38病毒样本的可追溯性被发现是来自深圳(广东第一个病例)和华盛顿州(美国第一个病例)的患者他们的旅行记录显示,他们应该是在2019年12月底至2020年1月初去武汉探亲时被感染的。在现有的武汉样本中未检测到H13和H38单倍型,可能是因为现有样本主要是从几个指定医院采集的,采样时间限制在2019年12月24日和2020年1月5日如果这两种单倍型能在武汉其他医院的早期患者中检测到,将有助于发现病毒的来源。

新冠状病毒在2月12日之前有两次明显的群体扩增。根据新的冠状病毒基因组数据,

估计1月前的种群扩张是在12月8日。结果表明,该病毒可能在12月初甚至11月下旬开始人际传播,然后在华南海产品市场加速人际传播(图2)该研究估计,2月前的人口膨胀时间是1月6日,这可能与新年假期有关。应该指出的是,在这一天,国家疾病控制和预防中心发布了二级应急响应当时的预警是一种警告,公众活动和旅行都减少了。如果当时的警告能够吸引更多的公众关注,那么在1月中下旬蔓延到全国乃至全世界的病例数量将会减少。研究人员进一步证实,中国其他9个省和11个国家的传染病病例基本上是直接或间接从武汉输入的。

传播的病例现在至少来自三个通道

。为了能够细分来源,研究人员将58种单倍型分为五组(图1)。所采用的标准是三个中央(古代超级传播者)单体型(H1、H3和H13)和两个新的超级传播者单体型(H56和mv2)为了确定广东病毒可能有三个来源,重庆病毒和台湾病毒有两个来源其中,广东深圳的家庭在早期就已经在人与人之间传播了。澳大利亚、法国、日本和美国有更多的样本,它们的病人至少有两个感染源,尤其是美国,有五个感染源。最令人担忧的是H56,一种超级传播体单倍型,它是澳大利亚、法国和美国以及中国台湾患者的传染源。来自其他国家的患者样本较少,大多数来自单一来源。除了从武汉输入或在武汉感染外,其中一些人可能已在广东、新加坡和其他地方感染。在新型冠状病毒的

基因组中没有发生重组事件。研究者在

发现在新的冠状病毒基因组中没有重组事件,并且在93个基因组之间发生了120个核苷酸突变(0.41%序列长度),它们均匀分布在10个编码区(χ2=1.958,df=9,P=0.99)120个突变核苷酸与119个氨基酸密码子相关,其中79个密码子(65.83%)改变了氨基酸类型,42个密码子(53.17%)改变了氨基酸的物理化学性质(图3)这些氨基酸类型和理化性质的变化是否会影响新型冠状病毒的活性目前尚不清楚,这需要由蛋白质组学和结构生物学的其他专业人员进行验证。这项研究是由班纳植物园综合保护中心生物多样性研究小组的研究人员进行的,利用了他们在系统和进化领域的专业知识。该研究提到单体型进化关系分析方法可以整合到流行病学研究中,这可以为寻找传染源以及准确的传播和扩散方向提供非常重要的信息。

的相关研究成果已提交中国科学院科技论文预发布平台http://www.chinaxiv.org/abs/202002.00033,,供疾病预防控制相关部门参考,供专家学者交流讨论。

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图1。新型冠状病毒58个单倍型的进化关系和地理分布模式,单倍型之间可能的进化关系,以及新型冠状病毒可能的传播和扩散途径圆圈a和b中的数据是样本数

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图2。新型冠状病毒单体型的样品采集时间红色圆圈中的样品被确认与华南海鲜市场有关。蓝圈样品证实它与海鲜市场无关。

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图3。120个变异位点在8个编码区的分布统计类型包括取代或替代(左上角)、密码子位置1-3(右上角)、同义突变或非同义突变(左下角)和氨基酸属性(右下角)

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