| 牛人 |
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| 武漢新型病毒的宿主到底是什么？蛇\(yùn)蝙蝠\鼠\水貂？ |
日前，武漢新型冠狀病毒所導(dǎo)致的疫情加劇，國(guó)家衛(wèi)健委已經(jīng)將這種新型肺炎納入乙類傳染病并啟動(dòng)了甲類防控。在關(guān)心如何防控時(shí)，人們還在追問(wèn)這個(gè)病毒的溯源動(dòng)物，即究竟是什么動(dòng)物傳染給人的？
1月22日，醫(yī)學(xué)病毒學(xué)雜志《 Journal of Medical Virology 》在線發(fā)表了來(lái)自中國(guó)北京大學(xué)等五個(gè)單位的研究人員的題為 “在刺突糖蛋白基因里的重源重組可能加速新發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒從蛇到人的跨種傳播（Homologous recombination within the spike glycoprotein of the newly identified coronavirus may boost cross‐species transmission from snake to human）” 的學(xué)術(shù)論文。
論文中，作者總結(jié)道：“我們用編碼子使用偏向的方法對(duì)基因序列的分析結(jié)果首次顯示蛇最有可能是武漢新型冠狀病毒的動(dòng)物宿主 （In summary, results derived from our sequence analysis suggest for the first time that snake is the most likely wildlife animal reservoir for the 2019-nCoV based on their similar codon usage bias. ）”
該論文的發(fā)表注定是個(gè)吸引眼球的大新聞，因?yàn)榭茖W(xué)家第一次就此問(wèn)題給出答案，只是這個(gè)答案讓人感到非常意外。
大家知道，和其它兩個(gè)導(dǎo)致病毒性肺炎的冠狀病毒（SARS和MERS病毒）一樣，武漢新型冠狀病毒的原始宿主也是蝙蝠。但這些病毒很可能不是直接從蝙蝠傳給人的，而是蝙蝠先把病毒傳給一種動(dòng)物，然后這種動(dòng)物再把病毒傳給人，這個(gè)在中間起到關(guān)鍵作用的動(dòng)物也叫中間宿主。比如，SARS病毒的中間宿主是果子貍，而MERS病毒的中間宿主是駱駝。
大家知道，蝙蝠是哺乳動(dòng)物，果子貍和駱駝也是哺乳動(dòng)物，人也同樣是哺乳動(dòng)物。也就是說(shuō)，SARS和MERS病毒的傳遞是在哺乳動(dòng)物之間進(jìn)行的。但蛇不是哺乳動(dòng)物，而是爬行類。所以這篇論文提到蛇，的確是一個(gè)讓人意外的結(jié)論。
好比一個(gè)人從武漢出發(fā)去北京，如果中間必須轉(zhuǎn)一次車，他最合理的選擇是在武漢到北京之間的一站，比如鄭州。但如果有人建議他到貴陽(yáng)去轉(zhuǎn)車，就會(huì)讓人感到意外了。
當(dāng)然，這并不是說(shuō)蛇是武漢新型病毒的中間宿主就完全沒(méi)有可能。根據(jù)誰(shuí)提出觀點(diǎn)就必須提供充足證據(jù)的原則，我們?cè)賮?lái)具體看看作者是如何證明他們的觀點(diǎn)的。
【這項(xiàng)研究做了哪些內(nèi)容】
這篇文章的結(jié)果不復(fù)雜，分為三個(gè)部分。
第一部分是比較武漢新型冠狀病毒的基因組序列和其它276個(gè)哺乳動(dòng)物冠狀病毒基因序列的關(guān)系，目的是看看這個(gè)新的病毒和誰(shuí)的關(guān)系最近。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，武漢新型冠狀病毒的序列和兩種蝙蝠的冠狀病毒的序列最為接近。這一結(jié)果在意料之中，大家已經(jīng)知道其原始宿主是蝙蝠。
在文章結(jié)果的第二部分，作者利用 Similarity plot 分析的方法對(duì)冠狀病毒的基因序列進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)武漢新型病毒有一段基因組發(fā)生了同源重組，而同源重組的對(duì)象卻在目前的基因庫(kù)里找不到。還有，這段同源重組的區(qū)域就在刺突糖蛋白基因內(nèi)部。因?yàn)榇掏惶堑鞍资亲R(shí)別宿主細(xì)胞受體的關(guān)鍵分子，所以作者推測(cè)這個(gè)未知來(lái)源的同源重組可能會(huì)對(duì)病毒的傳播有影響。
接下來(lái)是關(guān)鍵的第三部分。在這里作者想調(diào)查這個(gè)新型病毒的來(lái)源，他們采用了同義密碼子使用偏向的分析方法。
為了幫助讀者更好地理解這一點(diǎn)，我需要在這里介紹一下這個(gè)方法的原理。大家知道，我們的基因編碼不同的蛋白，從DNA到蛋白中間有一個(gè)翻譯的過(guò)程。三個(gè)DNA堿基編碼一個(gè)氨基酸。堿基有A、T、C、G四種，所以三個(gè)堿基在一起有64種不同的組合，而氨基酸的數(shù)量只有20種左右。所以，經(jīng)常是幾種不同的三個(gè)堿基的組合編碼同一個(gè)氨基酸，至于使用哪一種組合并不是隨機(jī)的，而是有一定的偏向，這就是同義密碼子使用偏向（synonymous codon usage bias)。而不同的物種，比如人和蛇，他們的同義密碼子偏向是不同的。
從理論上來(lái)說(shuō)，病毒為了更好地在宿主細(xì)胞里生存，那么它最好和宿主有著同樣的同義密碼子偏向。所以，對(duì)病毒和可能的宿主進(jìn)行同義密碼子偏向分析，可以為尋找病毒可能的宿主提供依據(jù)。
作者就是這么做的，他們分析了蝙蝠冠狀病毒、武漢新型病毒和菜市場(chǎng)可能見(jiàn)到的一些動(dòng)物（包括蛇、雞、穿山甲、蝙蝠、旱瀨等）以及人的同義密碼子使用偏向。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與蝙蝠冠狀病毒和武漢新型病毒在同義密碼子使用偏向上最為接近的動(dòng)物是蛇。于是作者認(rèn)為蛇最有可能是武漢新型冠狀病毒的宿主。
隨后，作者還留意了用于此分析的兩種蛇的分布情況，發(fā)現(xiàn)他們?cè)谥袊?guó)南方（包括湖北）均有分布。
以上就是作者為他們的結(jié)論提供的證據(jù)。那么，這些證據(jù)能支持作者的 “蛇很可能是武漢冠狀病毒的宿主” 的觀點(diǎn)嗎?
【分析方法有問(wèn)題，文章結(jié)論不靠譜】
當(dāng)然，我也要為我的觀點(diǎn)提供證據(jù)，還是來(lái)逐條分析。
文章結(jié)果的第一和第二部分其實(shí)和文章的“蛇很可能是武漢冠狀病毒的宿主”觀點(diǎn)基本上沒(méi)有關(guān)系，這部分結(jié)果也沒(méi)有什么問(wèn)題，所以不用討論。
文章用來(lái)支持 “蛇很可能是武漢冠狀病毒的宿主” 觀點(diǎn)的證據(jù)是第三部分的結(jié)果。這個(gè)結(jié)果有很大的問(wèn)題，甚至可以說(shuō)不堪一擊。
首先在方法上，作者分析各種動(dòng)物所采用的密碼子的數(shù)量很不相同，有的動(dòng)物用了幾千萬(wàn)個(gè)，而有的動(dòng)物只用了幾萬(wàn)個(gè)。這樣的分析可能會(huì)導(dǎo)致偏差。
就算是密碼子數(shù)量差異不是問(wèn)題，這篇文章的結(jié)論依然不可能成立。
的確，從理論上來(lái)說(shuō)，病毒為了更好地在宿主細(xì)胞里生存，它用和宿主同樣的同義密碼子使用偏向會(huì)好一些。但這對(duì)病毒來(lái)說(shuō)并不是必須的，而且這篇論文的結(jié)果已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。在文中的第三部分的結(jié)果里，作者同樣分析了蝙蝠的冠狀病毒。但結(jié)果卻表明蝙蝠的冠狀病毒在同義密碼子使用偏向上最相似的居然也是蛇，而不是蝙蝠。
還有，假設(shè)作者把SARS和MERS病毒以及他們的中間宿主（果子貍和駱駝）也加進(jìn)來(lái)做這個(gè)分析，一個(gè)可預(yù)測(cè)的結(jié)果是：SARS和MERS病毒在同義密碼子使用偏向上最為相似的同樣是蛇，而不是果子貍和駱駝。
總之，這個(gè)同義密碼子使用偏向分析并不適合用來(lái)研究冠狀病毒的宿主，所以作者的結(jié)論也就大有問(wèn)題。
【如何確定新型冠狀病毒的宿主】
上面我提到，這篇論文所提供的證據(jù)病不能支持 “武漢新型冠狀病毒很可能是從蛇傳到人” 的結(jié)論。但不是說(shuō)我就完全排除了蛇是中間宿主的可能性，那么如果有人依然認(rèn)為蛇就是這個(gè)病毒的中間宿主，需要提供什么樣的證據(jù)呢？
首先，需要證明蛇身上有這種病毒。
其次，需要證明這種病毒能夠在蛇體內(nèi)生長(zhǎng)繁殖。
最后，需要證明從蛇身上提出來(lái)的病毒有致病性（比如用猴子做測(cè)驗(yàn)）。
遺憾的是，該文的作者沒(méi)有去做任何一點(diǎn)，僅憑一些簡(jiǎn)單的生物信息學(xué)分析就得出 “武漢新型冠狀病毒很可能是蛇傳給人” 的結(jié)論。同樣遺憾的是，《醫(yī)學(xué)病毒學(xué)雜志》居然發(fā)表了這樣一篇存在漏洞的論文。
的確，在一些急性傳染病流行的時(shí)候，科學(xué)家需要盡快公布自己的研究成果，科學(xué)雜志也應(yīng)該盡快去發(fā)表學(xué)術(shù)論文。但這一切都應(yīng)該在保存科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臈l件下進(jìn)行，否則帶來(lái)的將是負(fù)面效果。
就拿這篇研究論文來(lái)說(shuō)，它會(huì)給公眾一個(gè) “蛇很可能就是傳染源” 誤導(dǎo)，這就會(huì)讓人們忽略真正的傳染源。
最后，也是更重要的，這樣的研究會(huì)影響公眾對(duì)科學(xué)界的信任。
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