《图书管理员的女朋友》,9.1成人免费视频app官网版,影音先锋色中色,爱 爱 爱 电影,亚洲美女污污污的视频在线观看,篮球亚洲杯预选赛直播,试爱电影完整,99久久婷婷国产一区二区三区,与已婚人妻爱田奈奈

返回 打印

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

作者:徐德忠 孫慧敏 譚雅慧   來源:醫(yī)學(xué)爭鳴  

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

【作者簡介】徐德忠,無錫人,先后于北京醫(yī)科大學(xué)本科和第四軍醫(yī)大學(xué)流行病學(xué)專業(yè)研究生(1968年)畢業(yè);現(xiàn)任第四軍醫(yī)大學(xué)軍事預(yù)防醫(yī)學(xué)學(xué)院軍隊(duì)流行病學(xué)教研室教授和INCLEN CEU主任、博士生導(dǎo)師,享受政府特殊津貼,在職專業(yè)技術(shù)二級。為全國著名流行病學(xué)專家,全軍學(xué)術(shù)帶頭人,曾任衛(wèi)生部非典疫情分析專家組組長、中華臨床流行病學(xué)會(huì)副主任委員,全軍流行病學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任委員與顧問等學(xué)術(shù)職務(wù)。主要從事病毒性肝炎、新發(fā)傳染病、食管癌、冠心病與遙感流行病學(xué)研究。負(fù)責(zé)國家、軍隊(duì)、省級課題24項(xiàng):其中國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)題1項(xiàng)、863軍隊(duì)專題1項(xiàng)。獲全軍育才獎(jiǎng)金獎(jiǎng),吳階平醫(yī)學(xué)研究二等獎(jiǎng),省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)7項(xiàng)。培養(yǎng)研究生100余名,其中博士后3名,博士生50多名。被評為全國非典防治工作先進(jìn)個(gè)人、全國防治非典型肺炎優(yōu)秀科技工作者、總后優(yōu)秀黨員。在國內(nèi)外發(fā)表科研論文320余篇。共主編或參編專著30部;主編8部:包括國際首本“航空流行病學(xué)(已再版)”、國內(nèi)首本“分子流行病學(xué)”和英文專著“傳染病理論流行病學(xué),Theoretical Epidemiology of Infectious Diseases”。主編的“循證醫(yī)學(xué)入門.臨床科研方法與實(shí)例評價(jià)(第二版)”獲“第八屆全國高校出版社優(yōu)秀暢銷書”;副主編(主編為程天民院士)的“軍事預(yù)防醫(yī)學(xué)”獲“第六屆中國人民解放軍圖書獎(jiǎng)”和“第二屆中華優(yōu)秀出版物圖書獎(jiǎng)”。2003年參與國家和軍隊(duì)“非典”的防控,正確分析、預(yù)測了我國我軍的流行趨勢,除向軍委和國家衛(wèi)生部領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)外,還完成中共中央辦公廳和國務(wù)院辦公廳“簡報(bào)”24期、報(bào)告3個(gè),央視焦點(diǎn)訪談2期、新聞專題6期,受到軍委首長和衛(wèi)生部領(lǐng)導(dǎo)高度評價(jià)。

早在2005-02美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)年會(huì)上,一位長期從事冠狀病毒研究的美國微生物學(xué)專家Kathryn Holmes指出,世界不可能再次面臨如兩年前一種突發(fā)的嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome,SARS;又稱傳染性非典型性肺炎或非典)的爆發(fā);在人群中曾經(jīng)傳播的SARS冠狀病毒(SARS CoV),可能僅存在于實(shí)驗(yàn)標(biāo)本內(nèi)[1]。此話一出,令世人震驚,尤其遭到我國多位院士和學(xué)者的強(qiáng)烈反駁[2-3]。

我國學(xué)者的反駁理所當(dāng)然,因?yàn)镾ARS給我國人民的健康和國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失,至今令人印象深刻。這場災(zāi)難實(shí)際上是世界性的,不僅使我國內(nèi)地發(fā)病5327例,死亡349例,還波及29個(gè)國家和地區(qū),共發(fā)生8098例,死亡774例。

1、有待解答的關(guān)鍵問題

對于上述爭論,目前有兩個(gè)問題擺在國際科學(xué)家和公眾面前,有待解答:

1.1 為何與其他病毒不同,SARS CoV起源至今無解?

SARS流行至今已近10年,無數(shù)學(xué)者進(jìn)行了全面深人的研究,但在SARS CoV起源上始終未有突破。有學(xué)者認(rèn)為蝠SARS樣冠狀病毒(Bt-SLCoV)Rp3(DQ071615)株為SARS CoV的共同祖先,但非直接祖先,且和SARS CoV的進(jìn)化間隔尚有4.08年,繼后相關(guān)專家不僅在內(nèi)地和香港密集搜索,且在東南亞甚至幾大洲尋找,終未見其直接祖先蹤影。因此,雖然在高科技的今天人們力盡所能,而SARS CoV的起源和貯存宿主仍是個(gè)迷[4-6]。相反,2009-04新發(fā)現(xiàn)的新甲型流感(H1N1)病毒在全球流行,學(xué)者們很快發(fā)現(xiàn),其由8種基因組成,主要來自4種譜系,和北美流行的三重配體豬型H1N1病毒尤其接近,在流行開始2個(gè)月內(nèi)即被研究得如此清楚[7-8]。

1.2 為何與其他病毒不同,SARS在2004-01流行后,除實(shí)驗(yàn)感染外再無病例?

在2003-07后,除實(shí)驗(yàn)室感染和2003-12/2004-01廣州4名輕型病例外,SARS在人群中再無病例發(fā)生,動(dòng)物中也未見感染。與此相反,近年來,其他由動(dòng)物和(或)人源性新發(fā)傳染病,如獲得性免疫缺陷綜合征(acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS),多型病毒性肝炎,上世紀(jì)90年代中期爆發(fā)的亨德拉病毒(Hendravirus,HV)病和尼巴病毒(Nipahvirus,NV)病以及2009年的甲型流感(H1N1)仍在發(fā)病地區(qū)甚至更廣泛地域不斷流行[9-10]。

2、現(xiàn)在自然界和人群中已不存在SARS CoV及其消失的原因

欲回答上述兩個(gè)問題,必須在SARS CoV的起源和進(jìn)化研究方面有突破傳統(tǒng)的新思路和新方法。為何此領(lǐng)域的研究久久停滯不前,影響因素很多,但主要原因是,雖然國內(nèi)外學(xué)者對SARS CoV基因結(jié)構(gòu)和功能及其變異、進(jìn)化及其機(jī)制等進(jìn)行了大量研究,取得許多成果[4-6];但研究者大多來自分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生物信息學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科,多從微觀角度研究問題,多從一個(gè)側(cè)面尋求答案,卻未從宏觀角度去探討,未從相反角度去思索:自然界是否可能沒有出現(xiàn)過SARS CoV的直接祖先,自然界是否根本不存在SARS CoV的貯存宿主?我們在此從全新之視角,深人研究并綜合分析SARS爆發(fā)以來國際上的主要工作和相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合流行病學(xué)和生物進(jìn)化理論,得出結(jié)論:自然界根本不存在SARSCcV直接祖先和貯存宿主,故流行后,SARS CoV即從人群和自然界消失。其主要理由如下:

2.1 SARS的流行進(jìn)程不符合迄今世界上傳染病流行的自然史

SARS于2002-11在廣東突然發(fā)生,2003-07后,除實(shí)驗(yàn)室感染和廣州之小爆發(fā)外,地球上再無病例。更令人驚異的是,廣州爆發(fā)病例的臨床與流行病學(xué)特點(diǎn)和之前流行的截然不同:癥狀輕無續(xù)發(fā)。而之后數(shù)月實(shí)驗(yàn)室感染病例卻和2002?2003年流行的完全一致。這在世界傳染病流行史上史無前例。早在SARS流行剛結(jié)束時(shí),胡錦濤總書記闡述了對人類傳染病流行史的認(rèn)識,明確指出:“人類傳染病史告訴我們,任何重大的傳染病,都不會(huì)在一次發(fā)作后就銷聲匿跡。”然而SARS卻相反。

可見,SARS的流行自然史有十分異常之處!其原因是什么?現(xiàn)在我們可指出,最重要原因是:自然界根本不存在SARS CoV的直接祖先,其是以“非尋常進(jìn)化”方式,很可能是“非自然”地引人人群的,故不能遵循正常的流行規(guī)律。

2.2 SARS CoV的系統(tǒng)發(fā)育非同一般,其存在快速而明顯的“逆向進(jìn)化”

“逆向進(jìn)化”被定義為“再取得祖先狀態(tài)”,是進(jìn)化過程的組成部分,在生物界包括微生物界普遍存在。在自然狀態(tài)下的進(jìn)化長河中,“逆向進(jìn)化”可能主要是“順向進(jìn)化”之補(bǔ)充與協(xié)調(diào),為進(jìn)化主流之曲折與迂回。然而,SARS CoV的“逆向進(jìn)化”卻出現(xiàn)早、表現(xiàn)多、持續(xù)長、力量大。流行早期即丟失了和病毒宿主適應(yīng)性相關(guān)的基因0RF8特征性29-nt,出現(xiàn)了和病毒毒力與傳播力相關(guān)的受體結(jié)合位點(diǎn)重要氨基酸的“逆向進(jìn)化”;2003~2004年廣州爆發(fā)的SARS CoV和2002~2003年流行早期病毒之親緣距離較晚期的更接近,等等。雖然,既往研究者對這些現(xiàn)象均進(jìn)行了詳細(xì)描述和分析,可是未用“逆向進(jìn)化”理論作指導(dǎo),或者尚未意識到“逆向進(jìn)化”,因?yàn)槟壳皣H上尚未將“逆向進(jìn)化”理論用于人類疾病研究,因此,他們不能完全清楚地解釋這些變異和進(jìn)化現(xiàn)象,最后僅以“還需深人研究”結(jié)尾。

我們將這些研究結(jié)果重新審視和綜合研究,提出了SARS CoV進(jìn)化中存在明顯的“逆向進(jìn)化”,其主要結(jié)果不在此全面敘述,將另文發(fā)表。

同時(shí),我們也做了一些具體研究[11-12],以GZ02(AY390556)為外群,構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育有根樹(圖1):將9條序列分為4組:PC03(SZ3SZ16),PC04(PC413、PC4136、PC4227),HP03(CUHK-Ag01、CUHK-Ag02),HP04(GZ301、GZ302)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),除CUHK-Ag01、CUHK-Ag02外,其它序列的位置及其相互關(guān)系Song等[4]研究結(jié)果一致。但是,我們增加的CUHK-Ag01、CUHK-Ag02位置及其2003-03上旬的TMRCA(TimeofMostRecentCommonAncestor,最近共同祖先時(shí)間)呈現(xiàn)出非常奇特的狀況:TMRCA的計(jì)算結(jié)果不符合實(shí)際,因?yàn)榉蛛x到此2株病毒的患者3月中旬發(fā)病,但其病毒的祖先出現(xiàn)時(shí)間僅間隔10d,而此兩株病毒和外群TMRCA又與實(shí)際相符。其原因可能是此兩株病毒在流行后期,其選擇壓力、突變模式和進(jìn)化方向正處在劇烈變動(dòng)之中,使用目前國際上公認(rèn)的計(jì)算公式和(或)建樹方法,已不能正確地反映SARS CoV快速而明顯的逆向進(jìn)化實(shí)際。我們將圖1和Song等[4]構(gòu)建的無根樹(圖2)進(jìn)行對比研究,發(fā)現(xiàn)SARS CoV的進(jìn)化(距離)順序?yàn)椋?002~2003年流行晚期毒株—2002-2003年流行中期毒株^2002~2003年流行早期毒株—2003-2004年流行毒株,也即與正常的進(jìn)化方向正好相反,這不僅支持了我們的上述觀點(diǎn),同時(shí)使我們認(rèn)識到其在流行過程的進(jìn)化中存在“逆向進(jìn)化”。

然而,為何SARS CoV會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的“逆向進(jìn)化”?原因在于,其以“非尋常進(jìn)化”方式、很可能“非自然”地引人果子貍和人群后,遭到了新宿主群體強(qiáng)大持續(xù)而為SARS CoV不能適應(yīng)的壓力,故病毒只能以“逆向進(jìn)化”應(yīng)對,盡快回到其“祖先狀態(tài)”,但此種“祖先狀態(tài)”僅能在蝠中生存,故離開人群是其惟一出路。

現(xiàn)在應(yīng)回答此問題:SARS CoV又是如何“非自然”地進(jìn)人果子貍和人群的?

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

圖1 9條序列構(gòu)建的有根系統(tǒng)發(fā)育樹[12]

1:TMRCA(Time of Most Recent Common Ancestor):最近共同祖先時(shí)間;2:左側(cè)時(shí)間:為外群GZ02和各組之間TMRCA,或HP04與PC04之間TMRCA,或HP04或PC04 TMRCA:由水平虛線(……)指向發(fā)育樹分枝節(jié)點(diǎn);3:下端時(shí)間:為兩個(gè)組之間TMRCA,除“PC04與PC03=03.1中”在圖中未表示外,均由發(fā)育樹樹根處可見;4:TMRCA具體時(shí)間的縮寫:如GZ02: 02、12上,表示2002-12上旬。

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

圖2 Song構(gòu)建的無根樹[4,12]

2.3 SARS CoV“非自然”進(jìn)入果子貍和人群的方式

已如前述,Bt-SLCoVRp3株可能為SARS CoV的共同祖先,但非直接祖先,與SARS CoV的進(jìn)化間隔尚有4.08年。而在動(dòng)物傳染病病毒由動(dòng)物適應(yīng)于人類的歷史中,4年時(shí)間非常之短,短得可忽略不計(jì)。以HIV的起源為例,其源病毒為猴免疫缺陷病毒(simianimmunodeficiencyvirus,SIV),雖在其宿主內(nèi)進(jìn)化速度相當(dāng)快,但其傳人并適應(yīng)于HIV-1的貯存宿主黑猩猩(chimpanzees),成為后者攜帶的SIV(SIVcpz),經(jīng)歷幾百年,SIVcpz的最近共同祖先時(shí)間為1492(1266?1685)年,然后又經(jīng)幾百年適應(yīng)性進(jìn)化,才以HIV-1的形式于1921?1963年間分多次傳人人群[13]。

所以,若在自然情況下,不可能在如此短的時(shí)間內(nèi),由Bt-SLCoV經(jīng)適應(yīng)性進(jìn)化至食肉目動(dòng)物再至人類。故只能經(jīng)“非尋常進(jìn)化(UE)”方式,很可能是“非自然”的方式(如基因改造技術(shù))產(chǎn)生SARS CoV。所以,我們對其起源和進(jìn)化路線假設(shè)如下:蝠B(yǎng)t-SLCoV(親代3)——非尋常進(jìn)化“UE-SLCoV1(非尋常進(jìn)化-SARS樣冠狀病毒1)株”(親代2)——UE-SLCoV2株(親代1)——2002?2003年果子貍SARS CoV株——2002?2003年人SARS CoV株——2003?2004年果子貍SARS CoV株——2003?2004年人SARS CoV株 ——??——??——消失。故我們將SARS CoV謂之“過客病毒(passenger virus)”。

由此,本文在國際上首次闡明了SARS CoV的起源,并以多種學(xué)術(shù)證據(jù)判明:自然界根本不存在其直接祖先和貯存宿主,其也早已于流行后不久在自然界和人群中消失。在此應(yīng)特別指出,上述假設(shè)的SARS CoV起源和進(jìn)化路線,僅是大的框架,具體的環(huán)節(jié)尚待修改和完善。然而,應(yīng)用此起源和進(jìn)化路線的假設(shè),即可合理解釋本文開頭提出的擺在科學(xué)家和公眾面前的兩個(gè)問題。

在此尚需說明一要點(diǎn):將動(dòng)物病毒改造成人類病毒的方法(如基因改造技術(shù))成熟與否,在學(xué)術(shù)界有過爭議。但是,現(xiàn)在應(yīng)該毫無疑義了。因?yàn)椋?012年國際頂級雜志于5、6月份發(fā)表了曾在2011年轟動(dòng)世界自然科學(xué)界的兩篇論文,用事實(shí)回答了這個(gè)問題[14-15]。然而,實(shí)際上在2000年甚至更早,國際上的各種資料和渠道透露,當(dāng)時(shí)有些人正在研究甚至已經(jīng)掌握了這些技術(shù)[16-17]。

最后,我們鄭重建議我國衛(wèi)生部:由于在SARS這場災(zāi)難中,我國損失最大,奉獻(xiàn)最多,請正式向WHO和有關(guān)國際機(jī)構(gòu)申請,組織特別專家委員會(huì)會(huì)同有關(guān)政府部門進(jìn)行調(diào)查研究,實(shí)證現(xiàn)在自然界和人群中已不存在SARS CoV,并向世界宣布:迄今已經(jīng)消滅了人類第二種傳染病一—SARS。由此,不僅可使公眾安心并從中吸取教訓(xùn),而且可慰藉無私獻(xiàn)身之醫(yī)務(wù)衛(wèi)生人員和其他英雄以及病故患者的在天之靈!

致謝:本項(xiàng)目組成員王波副教授、于曉寒碩士對本文也有貢獻(xiàn);本文得到本校陳景元、閆永平和夏潔來教授、張景霞高級實(shí)驗(yàn)師、張磊講師的支持;筆者和陜西師范大學(xué)生命科學(xué)院黃原教授就生物進(jìn)化的某些問題進(jìn)行了討論,受益匪淺;本校圖書館蘇春萍副研究館員和石建副研究館員無私幫助收集文獻(xiàn);本校外語教研室樊家勇副教授對摘要的中譯英給予重要指正。

【參考文獻(xiàn)】

[1] BBC NEWS:http://news.bbc.co.uk/go/pr/fr/-/2/hi/health/4280253.stm,Published:2005/02/20 00:33:34 GMT.

[2] 文濤.SARS病毒是否巳在自然界徹底滅絕?[J].國外科技動(dòng)態(tài),2005,(3):28-31.

[3] 鐘南山:“非典滅絕說”是種危險(xiǎn)誤導(dǎo).http://scitech. people.com.cn/GB/25893/3196196.html.

[4] Song H,Tu C,Zhang G,et al. Cross-host evolution of severe acute respiratory syndrome coronavirus in palm civet and

human[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2005,102(7): 2430-2435.

[5] Hon CC,Lam TY,Shi ZL,et al. Evidence of the recombinant origin of a bat severe acute respiratory syndrome (SARS)- like coronavirus and its implications on the direct ancestor of SARS coronavirus[J]. Virol,2008,82(4): 1819-1826.

[6] Balboni A, Battilani M, Prosperi S. The SARS-like coronaviruses: The role of bats and evolutionary relationships with SARS coronavirus[J]. New Microbiol,2012,35(1):1-16.

[7] Fraser C,Donnelly CA,Cauchemez S,et al. Pandemic potential of a strain of influenza A (H1N1): Early findings[J]. Science, 2009,324(5934):1557-1561.

[8] Novel Swine-Origin Influenza A (H1N1) Virus Investigation Team. Emergence of a novel swine-origin influenza A (H1N1) virus in humans[J]. N Engl J Med, 2009, 360 (25):2605-2615.

[9] Hemelaar J, Gouws E, Ghys PD, et al. WHO-UNAIDS Network for HIV Isolation and Characterisation. Global trends in molecular epidemiology of HIV-1 during 2000- 2007[J]. AIDS, 2011, 25(5):679-689.

[10] Hasebe F, Thuy NT, Inoue S, et al. Serologic evidence of nipah virus infection in bats, Vietnam[J]. Emerg Infect Dis, 2012,18(3):536-537.

[11] 孫慧敏,唐曉鳳,王波,等.SARS病毒和其他冠狀病毒中性突變速率初步的比較研究[J].中華疾病控制雜志,2011, 15(12):1026-1030.

[12] 譚雅慧,孫慧敏,唐曉鳳,等.SARS-CoV中性突變速 率和有根系統(tǒng)發(fā)育樹再研究及其起源的新思考[J].中華 疾病控制雜志,2012, 16(10):860-863.

[13] Sharp PM, Hahn BH. The evolution of HIV-1 and the origin of AIDS[J]. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2010,365(1552):2487-2494.

[14] Imai M, Watanabe T, Hatta M, et al. Experimental adaptation of an influenza H5 HA confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets[J]. Nature, 2012, 486(7403):420-428.

[15] Herfst S, Schrauwen EJ, Linster M, et al. Airborne transmission of influenza A/H5N1 virus between ferrets[J]. Science, 2012, 336(6088):1534-1541.

[16] 小征.基因武器即將問世[J].中國科技月報(bào),1999,(6):56.

[17] 王家驥.謹(jǐn)防生物技術(shù)被濫用于發(fā)展危害人類的基因武器一斯德哥爾摩國際和平研究所1999年《世界軍備和裁軍年鑒》所載《生物技術(shù)和遺傳工程發(fā)展的利弊》論文簡介[J].國際問題研究,2000,(2):56-58.

【察網(wǎng)摘自《醫(yī)學(xué)爭鳴》2013年第1期,原標(biāo)題《現(xiàn)在自然界和人群中已不存在非典病毒》】

 

 

相關(guān)閱讀一:
SARS_CoV非自然起源
  

 

 

作者:徐德忠 孫慧敏 譚雅慧  來源:《醫(yī)學(xué)爭鳴》2013年第4期

我們在國際上首次闡明了SARS CoV的起源,并判明自然界根本不存在其直接祖先和貯存宿主,因其流行后不久在自然界和人群中消失,故將SARS CoV謂之“過客病毒”(passenger virus)[1]。過去10年中,國內(nèi)外無數(shù)學(xué)者對其基因結(jié)構(gòu)及其變異與跨宿主進(jìn)化進(jìn)行了全面深入的研究,終未發(fā)現(xiàn)其真正起源[2-4]。我們認(rèn)為,其原因主要是這些研究者多來自實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,未從宏觀和微觀結(jié)合上,未從同一疾病發(fā)展前后歷史比較上和多病種相互比較上,以及未在創(chuàng)新思路上探討SARS CoV起源的實(shí)質(zhì)[1]。在此,我們認(rèn)為,SARS CoV由Bt-SLCoV經(jīng)“非尋常(如基因改造)進(jìn)化(unnatural evolution,UE)”方式產(chǎn)生[1]。這實(shí)際上反映出人類已進(jìn)入經(jīng)基因改造技術(shù)等方式將某些低級野生動(dòng)物病毒制成“新型人工病毒”并引起一國或多國乃至全球性流行的時(shí)代。故應(yīng)引起科學(xué)家和公眾的足夠重視。為此,我們將從流行病學(xué)異乎尋常之分布和臨床特征的明顯反常角度,進(jìn)一步詳細(xì)闡明SARS CoV之非自然(基因改造)起源。

欲從流行病學(xué)上區(qū)分傳染病的自然流行或非自然流行,也即區(qū)分是生物武器抑或自然界病原體致人或動(dòng)物群體之流行,其策略為鑒別傳染病的分布是否符合該病的自然史。我軍已用和仍將用此基本原則對待敵方的生物戰(zhàn)(以往謂細(xì)菌戰(zhàn))。因?yàn)閭魅静〉姆植迹ㄒ嗫煞Q流行特征)為病原體及其進(jìn)化,傳染源即攜帶并能排出該病原體且使易感者受染之宿主、傳播途徑、易感人群三環(huán)節(jié)以及自然和社會(huì)環(huán)境二因素相互作用的結(jié)果,故若病原體起源不同,傳播途徑或釋放病原體方式不同,必然致傳染病的分布不同。流行病學(xué)專家可按透過現(xiàn)象看本質(zhì)的哲學(xué)思維,判斷病原體的真正起源和傳播或釋放方式。

1、廣東2002~2003年3個(gè)流行期間病例分布、傳播方式和臨床表現(xiàn)差異顯著且反常

2002-11-16我國佛山發(fā)現(xiàn)第1例SARS患者,至2003-01-31兩個(gè)半月中發(fā)病194例,分散在6個(gè)市區(qū),傳播慢,癥狀較輕,病死率低;而其后2、3兩個(gè)月共發(fā)病1037例,主要集中在廣州(圖1,2)[5-6],且為醫(yī)院—家庭爆發(fā)模式,病情危重,出現(xiàn)較多超級傳播者;并于2月下旬分別傳至香港和北京,再擴(kuò)散至東南亞和美歐諸國。值得一提的是,2003年4月中旬至5月初,每天SARS發(fā)病數(shù)達(dá)100~200例以上,但至2003-06-03即再無發(fā)病報(bào)告;當(dāng)年7月后,除2003-12~2004-01廣州爆發(fā)4例輕型病例和實(shí)驗(yàn)室感染病例外,近10年未見發(fā)病。此種流行規(guī)律和模式及其臨床特征變化,在人類傳染病史上尚無先例。

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

圖1 廣東省2002-11~2003-02SARS發(fā)病時(shí)間和地區(qū)分布[5]

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

圖2 廣東省SARS流行早期的地區(qū)分布[5]

更耐人尋味的是,SARS在廣東省流行早中期的地區(qū)分布特點(diǎn),《Science》雜志對此作了專門敘述:自2002-11-16第1例至2003-03-10東莞出現(xiàn)的指示病例期間(即中國內(nèi)地3個(gè)流行階段中的早期至晚期之初),廣東省的病例均發(fā)生在廣州西面和南面的深圳市,其余地區(qū)均無病例(圖1,2);對于河源的發(fā)病,論文特別加以說明:其指示病例在深圳受染,當(dāng)?shù)責(zé)o患者[5]。此種畸形地區(qū)分布發(fā)人深思:因?yàn)閺V州東面和北面城市在社會(huì)與自然環(huán)境等方面與西面和南面無明顯差別。該文作者當(dāng)時(shí)做如下解釋:由于20世紀(jì)70年代初,珠江流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,居民飲食習(xí)慣改變,開始引進(jìn)外來動(dòng)物食品[5]。這似有一定道理,但卻不能說明以下問題:①吃果子貍等習(xí)慣已數(shù)十年,但為何2002年才發(fā)生流行;②此習(xí)慣在廣州周邊均如此,為何流行早中期僅局限于廣州的西面和南面;③能分離出SARS CoV的果子貍(圖2)僅在廣州和深圳兩市的野生動(dòng)物市場,而周邊農(nóng)村飼養(yǎng)場和其他省區(qū)均無[6-9]。因此,反映此種奇怪分布(外在表現(xiàn))很可能的深層次原因(內(nèi)部本質(zhì))是果子貍的受染和(或)受染的果子貍輸入,即傳染來源引入動(dòng)物界和(或)人群是非自然的,簡言之是人為的。此與我們之前指出的SARS CoV“逆向進(jìn)化”過程相吻合[1]。

2、2003~2004年廣州爆發(fā)流行的SARS臨床特點(diǎn)及隨后實(shí)驗(yàn)室感染與2002~2003年流行均截然不同

如上所述,2002~2003年SARS的流行分別在各國于2003年6~7月嘎然而止,但2003年底至次年初在廣州爆發(fā)。4名病例相互無接觸史呈散發(fā)狀態(tài),但其中3例在病前一個(gè)潛伏期內(nèi)均有果子貍暴露史,1例病前有鼠暴露史[7]。令人驚異的是,該4名病例病情輕,均痊愈出院,發(fā)病到出院時(shí)間為22d左右,出院后預(yù)后好,且257名接觸者(其中密切接觸者113人)無一發(fā)病。Song等[2]指出,這次廣州爆發(fā)病例分離出的SARS CoV,除了系統(tǒng)發(fā)生樹和2002~2003年流行的有一定區(qū)別外,其ORF1a基因nt.6295突變,導(dǎo)致ORF1ansp3的CDS(coding sequence),即SUD(SARS-CoV unique domain)出現(xiàn)了一個(gè)終止密碼子,而后者可能參與調(diào)節(jié)病毒復(fù)制或抵抗受感染宿主的免疫反應(yīng)??梢?,此變異和病情輕,無續(xù)發(fā)有關(guān)。由此,Song等推斷這次爆發(fā)是一次獨(dú)立的(進(jìn)化)事件。但我們不完全同意此觀點(diǎn)。誠然爆發(fā)病情輕無續(xù)發(fā)與ORF1a基因nt.6295突變有關(guān),而其并非孤立事件。這是SARS CoV進(jìn)入人群后發(fā)生的一系列“逆向進(jìn)化”過程之延續(xù)[1],故尚不能確定其為一次獨(dú)立的(進(jìn)化)事件,甚至很可能是全球SARS流行的收尾。

在流行病學(xué)上,分析流行或爆發(fā)原因或機(jī)制時(shí)很重視佐證,其作用猶如司法案件證據(jù)鏈中重要甚至關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2004-03-25至4月末,我國突然發(fā)生一起實(shí)驗(yàn)室感染事件,在北京和安徽共確診9例患者,死亡1例。后來也有續(xù)發(fā)和超級傳播者:護(hù)理首例患者的一位護(hù)士傳播5例(圖3)[10-11]??梢娖鋫鞑チ?qiáng),流行強(qiáng)度大,病情危重,病死率(1/9)高。其流行病學(xué)特征和臨床表現(xiàn)與同年1月廣州爆發(fā)的SARS明顯有別,卻與2002~2003年的流行非常一致。從SARS流行過程看,這起實(shí)驗(yàn)室感染既非2002~2003年SARS流行之延續(xù),也與之前3月發(fā)生的廣州SARS爆發(fā)無關(guān),應(yīng)是獨(dú)立的,因暴露于含SARS CoV之實(shí)驗(yàn)材料感染所致爆發(fā)。更有甚者,其分離的病毒和貯存于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)2003年上半年流行毒株的特性相同??梢?,2003年底至2004年初人和貍?cè)篠ARS CoV基因已“逆向進(jìn)化”,所致病例癥狀輕,傳播力弱,較2002~2003年已有明顯區(qū)別[1];而這次實(shí)驗(yàn)室感染病例的流行病學(xué)與臨床特點(diǎn)及其病毒特性卻仍與2002~2003年相同,其惟一的原因是:致實(shí)驗(yàn)室爆發(fā)的SARS CoV貯存于實(shí)驗(yàn)室,未經(jīng)人群傳播中“逆向進(jìn)化”。這又從另一方面證實(shí),SARS CoV為非自然(基因改造)產(chǎn)生而進(jìn)入人群后存在“逆向進(jìn)化”。故這次實(shí)驗(yàn)室感染偶發(fā)事件不僅為解釋全球SARS流行的整個(gè)過程,而且也為SARS CoV“逆向進(jìn)化”提供了有力的佐證。

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

圖3 2004-03~04我國北京地區(qū)SARS實(shí)驗(yàn)室感染病例時(shí)間分布和傳播關(guān)系[11]

3、作為特定傳染源(傳播媒介動(dòng)物)——受染果子貍分布非常奇特

傳染病的分布為病原體及其進(jìn)化、三環(huán)節(jié)和二因素相互作用所致。我們前面已述SARS整個(gè)流行過程分布異常情況、最早發(fā)病的地區(qū)廣東分布異常情況、傳播力和臨床病情兩極化演變異常情況以及實(shí)驗(yàn)室爆發(fā)佐證情況,現(xiàn)討論三環(huán)節(jié)中第一、二環(huán)節(jié)即作為傳染源和(或)傳播媒介的動(dòng)物分布異常情況。

自2003-05在果子貍等動(dòng)物中分離到SARS CoV之后[12],起初很多學(xué)者相信果子貍是SARS的傳染源(source of infection),甚至貯存宿主(reservoir),可能為整個(gè)流行的動(dòng)物起源;繼后許多事實(shí)又將其否定。這些研究者長期致力于在中國內(nèi)地、中國香港和東南亞甚至其他洲的蝙蝠中尋找SARS CoV的起源和貯存宿主。然而,國內(nèi)傳染源被嚴(yán)格定義為:攜帶并能將病原體排出體外使易感者受染的人和動(dòng)物。因此,受染的果子貍符合此定義。但實(shí)質(zhì)上,從整個(gè)流行過程和果子貍分布來看,其和其他人獸共患病作為傳染源的動(dòng)物不同。果子貍僅在非常特定的狀態(tài),即市場飼養(yǎng)中且某一時(shí)段內(nèi)才具傳染源之作用。故為區(qū)別,我們暫稱果子貍為SARS“特定傳染源(peculiar source of infection)”。當(dāng)然,若將果子貍作為SARS CoV傳播媒介動(dòng)物,應(yīng)該是毫無疑問的,但其絕不是貯存宿主。在此,為定位果子貍在SARS流行中的作用,我們特別指出,對傳染病流行病學(xué)理論的表述,在我國和西方有許多不同之處。如西方將傳染源和貯存宿主混用,認(rèn)為兩者作用相同、定義一致,且更常用“reservoir”表述傳染源,而我國將這兩個(gè)名詞做了明確區(qū)別,即貯存宿主為疫區(qū)內(nèi)能世代保存該傳染病病原體并維持傳播與流行的動(dòng)物和人。按此說來,貯存宿主為傳染源,而傳染源并非定為貯存宿主。因此,我國傳染病和流行病學(xué)理論優(yōu)于西方。事實(shí)上,我國能在解放后10多年時(shí)間內(nèi),取得防控甚至基本消除五大寄生蟲病等流行廣泛、危害極甚的重要傳染病,上述理論的指導(dǎo)起到了關(guān)鍵作用。

國內(nèi)外研究者對如此重要的傳播環(huán)節(jié)進(jìn)行了大量細(xì)致的調(diào)查研究工作,同時(shí)對我國內(nèi)地?cái)y帶SARS CoV和受染果子貍的分布亦做過許多研究,其中兩次研究結(jié)果發(fā)表在國際雜志上[9,13-14]。兩次的研究結(jié)果比較一致,并發(fā)現(xiàn)非常奇特的狀態(tài),即果子貍均集中于深圳和廣州的活動(dòng)物市場(live-animal market)或野生動(dòng)物市場,且主要在廣州新源動(dòng)物(Xinyuan animal market)市場。Kan等[13]2004-01在新源市場內(nèi),從4個(gè)商貿(mào)區(qū)18個(gè)攤位隨機(jī)抽取91只果子貍(Paguma larvata)、15只貉(Nyctereutes procyonoides)以及24份外環(huán)境標(biāo)本,并于同年1~9月在國內(nèi)和廣東牲畜貿(mào)易大于80%的其他省份且供應(yīng)新源動(dòng)物市場的農(nóng)場收集標(biāo)本,一般每省兩個(gè),共計(jì)25個(gè)農(nóng)場1107只果子貍。結(jié)果令人驚異,新源市場91只果子貍、15只貉SARS CoV均陽性;24份外環(huán)境標(biāo)本中22份陽性;而其他省份1107個(gè)標(biāo)本均陰性,地區(qū)分布結(jié)果竟如此截然不同。在論文報(bào)道中,也能找到此結(jié)論正確性的有力佐證。Kan等[13]發(fā)現(xiàn)一個(gè)農(nóng)場主送至新源市場的17只果子貍,SARS CoV均陽性,而其位于河南省農(nóng)場所有的果子貍(169只)均陰性。因而,學(xué)者們均認(rèn)為,動(dòng)物市場尤其是新源市場是SARS傳染來源,而非果子貍飼養(yǎng)農(nóng)場,即便是廣東省內(nèi)離廣州很近的飼養(yǎng)場亦是如此。

遺憾的是,研究者再未進(jìn)行深層次的思考:①為何和其他人獸共患病不同,動(dòng)物傳染源不是出于荒地、山林和農(nóng)田等自然疫源地?②受染果子貍的來源均為動(dòng)物市場,卻非長期且群居的飼養(yǎng)農(nóng)場?(有人指出這是因市場動(dòng)物種類多且籠內(nèi)密度高,但深思之,此理由難以完全解釋。)③為何發(fā)現(xiàn)受染果子貍的動(dòng)物市場僅為兩個(gè)(深圳和廣州新源市場)?④為何動(dòng)物市場受染果子貍僅在2002~2004年發(fā)現(xiàn)?⑤為何深圳和廣州兩個(gè)動(dòng)物市場的位置和上述第1點(diǎn)中流行早中期病例均在廣州西面和南面的分布十分吻合(圖2)?⑥此類動(dòng)物市場是否僅深圳和廣州有?僅中國大陸有?

可見,如此多的“特殊”、“為何”、“是否”等,應(yīng)該考慮到公眾和學(xué)者均不會(huì)也不想但現(xiàn)實(shí)又不得不面對的問題:SARS CoV與既往新發(fā)傳染病尤其是人獸共患病有著異乎尋常的不同之處,即SARS CoV非自然地引入。在此值得提一事實(shí),Xu等[6]進(jìn)行流行病學(xué)研究時(shí),發(fā)現(xiàn)我國廣西的指示病例是位野生動(dòng)物貿(mào)易商的司機(jī),而這位貿(mào)易商將我國廣西等其他省份甚至越南的野生動(dòng)物供應(yīng)到我國廣東動(dòng)物市場。由此可見,廣東動(dòng)物市場來往的渠道十分雜亂,甚至可以直通國外,是否可以推測這為“SARS CoV非自然地引入”提供了可乘之機(jī)。

綜上所述,我們歸結(jié)或強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn):①我們通過比較人類傳染病流行病學(xué)和臨床的自然史,從3方面分析了SARS流行病學(xué)和臨床特征的明顯反常,為SARS CoV非自然(基因改造)起源之說提供了科學(xué)依據(jù)。有關(guān)SARS CoV基因突變與分子進(jìn)化之逆向進(jìn)化和其非自然(基因改造)起源的詳細(xì)內(nèi)容將另文發(fā)表。②SARS CoV非自然(基因改造)起源實(shí)際上意味著人類已進(jìn)入經(jīng)“新型人工病毒”致全球性流行的時(shí)代,故應(yīng)群起應(yīng)對,切勿掉以輕心。

致謝:本項(xiàng)目組成員王波副教授、譚雅慧碩士對本文也有貢獻(xiàn);本文得到本校陳景元、閆永平、夏潔來和陳長生教授、張景霞高級實(shí)驗(yàn)師的支持;筆者和陜西師范大學(xué)生命科學(xué)院黃原教授就生物進(jìn)化的某些問題進(jìn)行了討論,受益匪淺;本校圖書館蘇春萍副研究館員和石建副研究館員無私幫助收集文獻(xiàn);本校外語教研室樊家勇副教授對摘要的中譯英給予重要指正。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐德忠,孫慧敏,譚雅慧.現(xiàn)在自然界和人群中已不存在非典病毒[J]. 醫(yī)學(xué)爭鳴,2013,4(1):22-26.

[2]Song H,Tu C,Zhang G,et al. Cross-host evolution of severe acute respiratory syndrome coronavirus in palm civet and human[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2005,102(7):2430-2435.

[3]Hon CC,Lam TY,Shi ZL,et al. Evidence of the recombinant origin of a bat severe acute respiratory syndrome (SARS)-like coronavirus and its implications on the direct ancestor of SARS coronavirus[J]. Virol,2008,82(4):1819-1826.

[4]Balboni A,Battilani M,Prosperi S. The SARS-like coronaviruses:The role of bats and evolutionary relationships with SARS coronavirus[J]. New Microbiol,2012,35(1):1-16.

[5]Chinese SARS Molecular Epidemiology Consortium.Molecular evolution of the SARS coronavirus during the course of the SARS epidemic in China[J]. Science,2004,303(4):1666-1669.

[6]Xu RH,He JF,Evans MR,et al. Epidemiologic clues to SARS origin in China[J]. Emerg Infect Dis, 2004,10(6):1030-1037.

[7]羅會(huì)明 ,黃吉城 ,周端華,等.廣東省2003~2004年SARS的流行與控制[J].中國人獸共患病學(xué)報(bào),2006,22 (4):326-329.

[8]Liang GD,Chen QX,Xu JG,et al. Laboratory diagnosis of four recent sporadic cases of community-acquired SARS,Guangdong Province,China[J]. Emerg Infect Dis,2004,10(10):1774-1781.

[9]Tu C,Crameri G,Kong X,et al. Antibodies to SARS coronavirus in civets[J].Emerg Infect Dis, 2004,10(12):2244-2248.

[10]張朝武,姚玉紅,王國慶.從SARS-CoV實(shí)驗(yàn)室感染看生物安全的重要性[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué), 2004,31(5):656-660.

[11]北京發(fā)布4月非典疫情流行控制情況分析報(bào)告(圖).新京報(bào). http://www.sina.com.cn, 2004-07-01,06:24.

[12]Guan Y,Zheng BJ,He YQ,et al. Isolation and characterization of viruses related to the SARS coronavirus from animals in southern China[J]. Science,2003,302(6):276-278.

[13]Kan B,Wang M,Jing H,et al. Molecular evolution analysis and geographic investigation of severe acute respiratory syndrome coronavirus-like virus in palm civets at an animal market and on farms[J]. J Virol,2005,79(18):11892-11900.

[14]Martina BE,Haagmans BL,Kuiken T,et al. Virology:SARS virus infection of cats and ferrets[J]. Nature,2003,425(12):915.

 

 

 

相關(guān)閱讀二:
逆向進(jìn)化:SARS CoV非自然起源之關(guān)鍵
  

 

 

作者:徐德忠 張景霞 張 磊 孫慧敏  來源:《醫(yī)學(xué)爭鳴》2014年第1期

我們已分別從概況和流行病學(xué)反常分布等方面闡明SARS CoV非自然起源的理由[1-2]。本文將描述其系統(tǒng)發(fā)育和“逆向進(jìn)化”;正由此使我們考慮到,其直接祖先為非自然進(jìn)化而來。因此,①揭示2003年底至2004年初廣州爆發(fā)SARS CoV與2002?2003年流行早期病毒之親緣較晚期更近以及流行中其陽性選擇壓逐漸下降;②揭示其受體結(jié)合位點(diǎn)重要氨基酸的變異及其逆向進(jìn)化;③揭示其和Bt-SLCoV(蝠SARS樣冠狀病毒)基因ORF8特征性29-nt之差異及其缺失和逆向進(jìn)化;④揭示其基因ORF1ansp3的CDS(編碼序列)(SUD:SARS CoV特有CDS)之變異并呈逆向進(jìn)化趨勢。這些論述十分重要,為證明其非自然起源之關(guān)鍵。

1、生物系統(tǒng)發(fā)育中的逆向進(jìn)化

Bull最早定義逆向進(jìn)化:“相同特征的分枝群體,經(jīng)包括適應(yīng)在內(nèi)的方式,再獲得祖先群體的特征[3]”;Teotcfnio[4]精簡為“再獲得祖先狀態(tài)”。實(shí)際上,逆向進(jìn)化在生物界隨處可見,但除少數(shù)涉及人類生活事件外,不易引起人們的注意[3-5]。由于條件受限等,目前多見其實(shí)驗(yàn)和理論研究,尤其是對微生物、原生動(dòng)物和昆蟲[3-8]。但也有和人類環(huán)境密切相關(guān)的廣泛研究個(gè)例:19世紀(jì)歐美工業(yè)空氣污染和20世紀(jì)治理引起的胡椒蛾樺尺蠖由淡色變黑又變回的逆向進(jìn)化,研究已進(jìn)行幾十年,最近仍有報(bào)道[6-8]。我們認(rèn)為,逆向和順向進(jìn)化共同形成了生物進(jìn)化。

中醫(yī)陰陽學(xué)說認(rèn)為,世界包括人體健康和疾病、人群發(fā)病和流行均在陰陽二氣相互作用下發(fā)生發(fā)展,二者既相互對立又相互統(tǒng)一[9]??梢?,逆向進(jìn)化也符合哲學(xué)和醫(yī)學(xué)的基本理論。

2、SARS CoV經(jīng)歷的逆向進(jìn)化

以此為指導(dǎo),我們重新研究、比較分析了國內(nèi)外的大量工作[10-29]。雖然學(xué)者們對結(jié)果做了深人的常規(guī)分析,有具體的新發(fā)現(xiàn),但對于SARS CoV跨種的確切機(jī)制和貯存宿主,均言:“需進(jìn)一步研究”;對其直接祖先,同聲:“應(yīng)全面搜索”。而本文以另一角度揭示了其逆向進(jìn)化之規(guī)律,為探討真實(shí)起源打下科學(xué)基礎(chǔ)。

2.1 2003~2004年廣州爆發(fā)SARS CoV2002?2003年流行早期病毒之親緣較晚期更近以及流行中其陽性選擇壓逐漸下降

國際上將2002~2003年流行分成早、中和晚期[1,2,19,29]。關(guān)于“2003~2004年廣州爆發(fā)SARS CoV與2002~2003年流行早期病毒之親緣較晚期更近”,已報(bào)道[1]。

適應(yīng)性進(jìn)化通常以非同義置換速率與同義置換速率比值(Ka/Ks)(theratiosoftheratesofnonsynonymoustosynonymous)衡量。若Ka/Ks>1,良P具陽性選擇壓;若Ka/Ks<1,即處凈化選擇,不適應(yīng)的序列將被淘汰。學(xué)者們早在《Science》雜志上,分析了SARS CoV進(jìn)化過程,從早經(jīng)中至晚期,其Ka/Ks總體上逐漸下降。兩兩分析顯示:①S和ORF1a基因類似:初受強(qiáng)烈陽性選擇壓力,后為凈化選擇并最終穩(wěn)定;②而ORFlb流行全過程似均經(jīng)歷凈化選擇;但該序列為基因組最保守的區(qū)域。此令人深?。≡撐淖髡咛貏e指出:這是一非凡的進(jìn)化歷程,但其機(jī)制需進(jìn)一步研究[29]。

在此,結(jié)合SARS CoV根本不存在貯存宿主和其流行后已從自然界與人群消失之現(xiàn)實(shí),本文應(yīng)用此理論,解釋上述選擇性適應(yīng)和凈化過程所致非凡進(jìn)化歷程的機(jī)制:①由于ORF1b為病毒基因組最保守區(qū)域,在正常進(jìn)化中,其序列被淘汰的概率應(yīng)遠(yuǎn)低于S等基因,但實(shí)際卻相反,為進(jìn)化史之反常;②ORF1b序列的某些核苷酸被淘汰,從流行病學(xué)理論判斷:其不適應(yīng)人類;③最保守序列不適應(yīng)人類,原因可能僅一個(gè):其經(jīng)歷了“非自然進(jìn)化”[1],即基因改造;④SARS CoV進(jìn)人人類后,必遭強(qiáng)大壓力,必以逆向進(jìn)化應(yīng)對,表現(xiàn)為全過程經(jīng)歷凈化選擇?!禨cience》之問由此迎刃而解。

2.2 SARS CoV受體結(jié)合位點(diǎn)重要氨基酸出現(xiàn)逆向進(jìn)化

目前公認(rèn),Bt-SLCoV是SARS CoV隔數(shù)代的共同祖先,尤其是Rp3株(親代3)[20-21,30]。我們研究SARS CoV受體結(jié)合位點(diǎn)重要氨基酸(AA)時(shí)發(fā)現(xiàn),和SARS CoV傳播力密切相關(guān)、與患者(人)或果子貍(貍)受體血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)之結(jié)合位點(diǎn)為S1318-510位點(diǎn)[16,19-20,22-24,31]。其中,487、479兩位AA尤為重要;已用突變、變異和比對、免疫試驗(yàn)、嵌合ACE2和X射線晶體學(xué)等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。Li等指出487、479兩位AA之作用:2002~2003年流行中若變異,如(N479K)增加電荷和關(guān)鍵甲基基團(tuán)(T487S)缺失,即像2003~2004年廣州爆發(fā)人和貍株那樣,則其和ACE2的親和力差1000倍以上[23-26]。其宗旨為尋找跨種傳播的突變熱點(diǎn);由于未用甚至未知“逆向進(jìn)化”理論,對起源仍僅寄托于“未來研究”,但卻在客觀上為我們逆向進(jìn)化的研究提供了依據(jù)。

在此,我們將487、479兩位AA,從祖先Bt-SLCoV開始,經(jīng)2002~2003年流行至2003~2004年廣州爆發(fā)貍和人SARS CoV的變異歷程進(jìn)行綜合分析(表1)。發(fā)現(xiàn):479位AA:在Bt-SLCoV(親代3)為S(絲氨酸);至2002~2003年流行時(shí)貍株,為另3種同時(shí)存在:R(精氨酸)、K(賴氨酸)、N(天冬酰胺);而人株,僅1種:N。令人驚異:2003-2004年廣州爆發(fā)時(shí)貍株僅為原先的2種:R、N;人株卻增至3種,和2002-2003年流行時(shí)貍株相同:R、K和N。487位AA也類似:Bt-SLCoV為V(纈氨酸);至2002~2003年流行時(shí)貍株為S;人株為T(蘇氨酸)。同樣令人驚異:2003~2004年廣州爆發(fā)時(shí)人和貍同,均為S。

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

很顯然,兩位AA從祖先開始,至廣州爆發(fā)止,其進(jìn)化經(jīng)一或多種不完全的歷史回復(fù):蝠株(親代3)---?(親代2)---?(親代1)---2002~2003年貍株---2002-2003年人株---2003-2004年貍株---2003-2004年人株[1]。該過程很可能更復(fù)雜曲折。然而,方向僅一個(gè):2003?2004年人株向2002-2003年貍株回復(fù),再結(jié)合前文廣州爆發(fā)病例的臨床和流行病學(xué)特點(diǎn)[1-2],不難推斷SARS CoV經(jīng)歷了逆向進(jìn)化。Janies等[31]專門構(gòu)建了不同宿主SARS CoV或Bt-SLCoV487、479位AA的系統(tǒng)發(fā)育樹。從中,可更清楚地了解我們的觀點(diǎn)。

3、SARS CoVORF8特征性29-nt存在逆向進(jìn)化

人和貍SARS CoV基因組,除前述的主要基因外,具獨(dú)特的附屬基因,即ORF8,后者含特征性29-nt序列:CCTACTGGTTACCAACCTGAATGGAATAT(nt.27869-27897)。早在2003年學(xué)者發(fā)現(xiàn),除2002-2003年流行早期極少數(shù)患者外,特征性29-nt在大部分病例中缺失。故將此謂特征性29-nt缺失,并認(rèn)為其和SARS CoV從動(dòng)物至人類的適應(yīng)性有關(guān)[32]。此后研究[19,29-31,33-35],證實(shí)其可能與SARS CoV復(fù)制、致病性與跨種傳播等有關(guān)。鑒于此,我國學(xué)者發(fā)表文章,特別畫出ORF7b-ORF8之RNA二級結(jié)構(gòu),且將GZ02(存在29-nt)和TOR2(缺失)2株病毒進(jìn)行比較[29]。

無獨(dú)有偶,Bt-SLCoV同樣存在ORF8特征性29-nt序列:CCAATACATTACTATTCGGACTGGTTTAT(nt.27866-27894),且①僅在蝠內(nèi),為其特有;②和宿主蝠聯(lián)系緊密;③和人-貍29-nt序列相比,位點(diǎn)提前3位,呈直系基因位置關(guān)系,有12位nt呈多態(tài)性。為易表述和區(qū)別,我們謂其“原29-nt”;人-貍nt.27869-27897,稱為“變29-nt”。我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),如同前述487、479兩位AA—樣,ORF829-nt在進(jìn)化歷程中,有十分類似的逆向進(jìn)化(表1)。貍株均為“變29-nt”,但人株,除2002~2003年流行最早期少數(shù)外,絕大部分均缺失;而至2003~2004年廣州爆發(fā),卻又回復(fù)“變29-nt”,如同貍株,呈現(xiàn)典型的逆向進(jìn)化。

上述3點(diǎn),僅為我們發(fā)現(xiàn)的主要逆向進(jìn)化,但肯定還有更多未知數(shù)。如上述,SARS CoV或某些Bt-SLCoV有一獨(dú)特的CDS,即SUD[14,19,36]。SUD具357個(gè)AA,3個(gè)亞結(jié)構(gòu)域;其參與調(diào)節(jié)病毒復(fù)制或抵抗受感染宿主的免疫反應(yīng)。Song等[19]指出,2003~2004年廣州爆發(fā)人株的ORF1ant.6295突變,導(dǎo)致SUD出現(xiàn)終止密碼子;并認(rèn)為其和病例的癥狀輕與傳染性低有關(guān)。又如前述,他們的目標(biāo)欲證明:廣州爆發(fā)為區(qū)別于2002~2003年流行的獨(dú)立事件,但客觀上卻提供了逆向進(jìn)化又一證據(jù)。因SUD功能減弱或喪失,反映SARS CoV不能適應(yīng)人群,發(fā)生回復(fù)變化。

但需指出,SARS CoV逆向進(jìn)化的方式和以往有非常明顯的差異,甚至史無前例。因?yàn)椋孩賁ARS CoV的進(jìn)化并非完全在生物界和人類中進(jìn)行;②其曾經(jīng)非自然進(jìn)化處理;③其壽命之短,在同類病毒甚至病毒界,可能絕無僅有;④人群流行中,其毒力和傳播力變異相當(dāng)懸殊:強(qiáng)時(shí)致病8098例,亡774例,現(xiàn)有許多超級傳播者,波及全球;弱時(shí)僅一城市致4例,無續(xù)發(fā);兩者之間時(shí)隔僅半年,為生物界傳染病史之一瞬;但實(shí)驗(yàn)室毒株的毒力和傳播力卻未變。到此,應(yīng)該回答下一問題:SARS CoV為何出現(xiàn)逆向進(jìn)化,又如何與其起源和消失有關(guān)?

4、SARS CoV逆向進(jìn)化的原因及其起源與消失之框架

雖逆向進(jìn)化是生物進(jìn)化中的正常過程,普遍存在,但我們對其知之甚少。超乎常識,逆向進(jìn)化可呈頑強(qiáng)的表現(xiàn),如估計(jì),鯨類后肢返祖的能力約可保留107代,但不可逆性僅存很短時(shí)間[4,37]。所以,SARS CoV呈現(xiàn)逆向進(jìn)化不足為奇。

逆向進(jìn)化的直接原因很復(fù)雜,主要為生存環(huán)境發(fā)生了變化。我們歸納,可能有3點(diǎn):①若群體遷人新環(huán)境時(shí)間很短,其易保持祖先環(huán)境產(chǎn)生的永久遺傳變異;②返回祖先狀態(tài)時(shí),基因型中有利于祖先環(huán)境變異的頻率增加;③新環(huán)境中,新的選擇變異株少,新選擇性差,利于逆向進(jìn)化。

為解答SARS CoV逆向進(jìn)化的具體原因,必須回顧其進(jìn)化和所致流行之要點(diǎn)?2]:①其最早祖先可能為Bt-SLCoV,共同祖先時(shí)間約在爆發(fā)前4.5年,而HIV從源病毒至人,約經(jīng)700~800年;②至今未發(fā)現(xiàn)其直接祖先和貯存宿主;③2002~2003年流行僅持續(xù)8~9個(gè)月,并無疫苗預(yù)防,且爆發(fā)和消失的時(shí)間點(diǎn)均突然;④其和其他CoV所致病的流行病學(xué)及臨床特點(diǎn)相去甚遠(yuǎn);⑤其和新發(fā)傳染病的病毒進(jìn)化與流行之普遍規(guī)律不符;⑥其呈現(xiàn)許多逆向進(jìn)化;⑦流行后10年再未見病例和動(dòng)物受染。至此,一條證據(jù)鏈形成:SARS CoV是“非自然”所致,即由Rp3株或類似毒株經(jīng)非自然改造所致,否則不能解釋上述諸點(diǎn)。

因此,進(jìn)人新宿主后,不斷受到強(qiáng)大逆向進(jìn)化之壓力。由于:①離祖先病毒株僅約4年多時(shí)間,故其產(chǎn)生后,不可能在人類親緣很近的動(dòng)物群內(nèi)做適應(yīng)試驗(yàn);②同理,迅即進(jìn)人全新環(huán)境,易保持祖先環(huán)境的永久遺傳變異;③新宿主中,其新的選擇條件差,未見許多新亞型;而陽性選擇壓不斷降低,利于祖先環(huán)境變異的頻率增加。所以,其進(jìn)人人群后,特征性29-nt序列迅速丟失;現(xiàn)一系列逆向進(jìn)化;一年后毒力和傳播力明顯下降,不久即在人類和自然界消失。這應(yīng)是其最好的歸宿。

根據(jù)上述的論證,我們構(gòu)建了“SARS CoV的起源和進(jìn)化”框架圖(圖1)。

關(guān)于圖1,還需強(qiáng)調(diào)一要點(diǎn),即非自然(基因)改造技術(shù)及其應(yīng)用。雖然我們均已描寫[1-2],但很多讀者、甚至學(xué)者對此仍未完全了然。圖1個(gè)別環(huán)節(jié)還需完善和修改,但在總體上可合理地解釋以上疑問和事實(shí)。

科普|流行病學(xué)權(quán)威、非典疫情專家組組長:SARS CoV 是非自然方式(如基因技術(shù))產(chǎn)生的

①圖中框分二層:上層為SARSCoV的起源和進(jìn)化流程,下層除“實(shí)驗(yàn)室感染”外,為上層框內(nèi)容之描述;②487、479:SARSCoV或Bt-SLCoVS1區(qū)487、479兩位AA,數(shù)字前或后的英文為AA之種類;③原29-nt,變29-nt,無29-nt:分別代表其特征性29-nt序列:CCAATACATTACTATTCGGACTGGTTTAT(nt.27866-27894),CCTACTGGTTACCAACCTGAATGGAATAT(nt.27869-27897)和缺失;④SUD,終碼SUD:分別代表nt.6295突變出現(xiàn)終止密碼子前后的SUD;⑤毒株:早GZ02GD01:2002~2003年流行早期2人株;晚Tor2:晚期人株;貍SZ3:早期1貍株;2004年GZ04:2003~2004年廣州爆發(fā)人株;PC04:為其貍株。特別說明:這些毒株應(yīng)看作為該期毒株的代表;⑥實(shí)驗(yàn)室感染。其次,目前自然界己不存在SARSCoV,僅貯存實(shí)驗(yàn)室。

圖1“SARSCoV的起源和進(jìn)化”框架圖

本文可得如下結(jié)論:①在人類動(dòng)物源性傳染病發(fā)展史上,我們首次提出由非完全動(dòng)物源性導(dǎo)致該病全球流行之可能;②人類實(shí)際已進(jìn)人利用非自然(基因)改造技術(shù)產(chǎn)生新病毒并使之在人群中流行的時(shí)代,應(yīng)引起WHO和全世界的共同關(guān)注;③逆向進(jìn)化理論在指導(dǎo)人們認(rèn)識傳染病起源方面可發(fā)揮重要作用。

由于事關(guān)人類健康和全球安全,通過本文之研究,我們專業(yè)學(xué)者有責(zé)任、有義務(wù),再次吁請我國衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)正式向WHO提出建議:組織一個(gè)專家委員會(huì),和有關(guān)國家合作,完成兩項(xiàng)任務(wù):①對人群和動(dòng)物群體進(jìn)行調(diào)查研究,實(shí)證SARS CoV已經(jīng)從中消失,并正式宣布:人類歷史上已消滅了第二種傳染病——SARS,以使公眾安心;也慰籍無私奉獻(xiàn)、專業(yè)超群的科學(xué)家Dr.CarloUrbani,他是判定SARS爆發(fā)的首位WHO官員,后在崗位上受染而犧牲[11,38]②在專門實(shí)驗(yàn)室,驗(yàn)證某些必要的非自然(基因)改造技術(shù)。

致謝:我校陳景元、閆永平、夏潔來和陳長生教授,王波和樊家勇副教授,蘇春萍副研究館員的支持或幫助。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 徐德忠,孫慧敏,譚雅慧.現(xiàn)在自然界和人群中已不存在非典病毒[J].醫(yī)學(xué)爭鳴,2013,4(1):22-26.

[2] 徐德忠,張磊,孫慧敏,等.SARS CoV非自然起源[J].醫(yī)學(xué)爭鳴,2013,4(4):6-9.

[3] Bull JJ,Charnov EL. On irreversible evolution[J]. Evolution, 1985,39(5): 1149-1155.

[4] TeotOnio H,Rose MR. Perspective: reverse evolution[J]. Evolution,2001,55(4):653-660.

[5] Desai MM. Reverse evolution and evolutionary memory[J].Nat Genet,2009,41(2):142-143.

[6] Cook LM,Grant BS. Frequency of insularia during the decline in melanics in the peppered moth Biston betularia in Britain[J].Heredity (Edinb),2000,85(Pt 6):580-585.

[7] Grant BS,Wiseman LL. Recent history of melanism in American peppered moths[J]. J Hered, 2002, 93(2):86-90.

[8] Saenko SV, JerOnimo MA, Beldade P. Genetic basis of stage-specific melanism: a putative role for a cysteine sulfinic acid decarboxylase in insect pigmentation [J].Heredity (Edinb),2012,108(6):594-601.

[9] 鄭守曾.中醫(yī)學(xué)第5版.北京:人民衛(wèi)生出版社,1999:26-43.

[10] Marra MA,Jones SJ,Astell CR,et al. The genome sequence of the SARS-associated coronavirus[J]. Science, 2003, 300(5624):1399-1404.

[11] Ksiazek T,Erdman D,Goldsmith C,et al. A novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome[J]. N Engl J Med, 2003, 348(20):1953-1966.

[12] Rota PA,Oberste MS,Monroe SS,et al. Characterization of a novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome[J]. Science,2003,300(5624):1394-1399.

[13] Ruan YJ,Wei CL,Ee AL,et al. Comparative full-length genome sequence analysis of 14 SARS coronavirus isolates and common mutations associated with putative origins of infection[J]. Lancet,2003,361(9371):1779-1785.

[14] Snijder EJ,Bredenbeek PJ,Dobbe JC,et al. Unique and conserved features of genome and proteome of SARS- coronavirus,an early split-off from the coronavirus group 2 lineage[J]. J Mol Biol,2003,331(5):991-1004.

[15] Guan Y,Zheng BJ,He YQ,et al. Isolation and characterization of viruses related to the SARS coronavirus from animals in southern China[J]. Science,2003,302(5643):276-278.

[16] Kan B,Wang M,Jing H,et al. Molecular evolution analysis and geographic investigation of severe acute respiratory syndrome coronavirus-like virus in palm civets at an animal market and on farms[J]. J Virol,2005,79(18):11892-11900.

[17] Wang M,Yan M,Xu H,et al. SARS-CoV infection in a restaurant from palm civet[J]. Emerg Infect Dis,2005, 11(12):1860-1865.

[18] Xu RH,He JF,Evans MR,et al. Epidemiologic clues to SARS origin in China[J]. Emerg Infect Dis,2004,10(6):1030-1037.

[19] Song H,Tu C,Zhang G,et al. Cross-host evolution of severe acute respiratory syndrome coronavirus in palm civet and human[J]. Proc Natl Acad Sci U S A,2005,102(7): 2430-2435.

[20] Yip CW, Hon CC, Shi M, et al. Phylogenetic perspectives on the epidemiology and origins of SARS and SARS-like coronaviruses[J]. Infect Genet Evolut,2009,9(6):1185-1196.

[21] Hon CC,Lam TY,Shi ZL,et al. Evidence of the recombinant origin of a bat severe acute respiratory syndrome (SARS)- like coronavirus and its implications on the direct ancestor of SARS coronavirus[J]. J Virol,2008,82(4):1819-1826.

[22] Balboni A, Battilani M, Prosperi S. The SARS-like coronaviruses: the role of bats and evolutionary relationships with SARS coronavirus[J]. New Microbiol,2012,35(1):1-16.

[23] Li F, Li W, Farzan M, et al. Structure of SARS coronavirus spike receptor-binding domain complexed with receptor[J]. Science,2005,309 (5742):1864-1868.

[24] Holmes KV. Structural biology. Adaptation of SARS coronavirus to humans[J]. Science,2005,309(5742):1822-1823.

[25] Li F. Structural analysis of major species barriers between humans and palm civets for severe acute respiratory syndrome coronavirus infections[J]. J Virol,2008,82(14): 6984-6991.

[26] Wu K, Peng G, Wilken M, et al. Mechanisms of host receptor adaptation by severe acute respiratory syndrome coronavirus[J].J Biol Chem,2012,287(12):8904-8911.

[27] Adedeji AO,Marchand B,Te Velthuis AJ,et al. Mechanism of nucleic acid unwinding by SARS-CoV helicase[J]. PLoS One,2012,7(5):e36521.

[28] Yu MS, Lee J, Lee JM, et al. Identification of myricetin and scutellarein as novel chemical inhibitors of the SARS coronavirus helicase,nsP13[J]. Bioorg Med Chem Lett,2012, 22(12):4049-4054.

[29] Chinese SARS Molecular Epidemiology Consortium. Molecular evolution of the SARS coronavirus during the course of the SARS epidemic in China[J]. Science, 2004, 303(5664):1666-1669.

[30] Li W,Shi Z,Yu M,et al. Bats are natural reservoirs of SARS-like coronaviruses[J]. Science,2005,310(5748):676-679.

[31] Janies D,Habib F,Alexandrov B,et al. Evolution of genomes, host shifts and the geographic spread of SARS-CoV and related coronaviruses[J]. Cladistics,2008,24(2):111-130.

[32] Enserink M. Clues to the animal origins of SARS[J]. Science, 2003,300(5624):1351.

[33] Wu D, Tu C, Xin C, et al. Civets are equally susceptible to experimental infection by two different severe acute respiratory syndrome coronavirus isolates[J]. J Virol,2005, 79 (4): 2620-2625.

[34] Qin E, He X, Tian W, et al. A genome sequence of novel SARS-CoV isolates: the genotype, GD-Ins29, leads to a hypothesis of viral transmission in South China[J]. Genomics Proteomics Bioinformatics,2003,1(2):101-107.

[35] Oostra M, de Haan CA, Rottier PJ. The 29-nucleotide deletion present in human but not in animal severe acute respiratory syndrome coronaviruses disrupts the functional expression of open reading frame 8[J]. J Virol,2007,81(24): 13876-13888.

[36] Johnson MA, Chatterjee A, Neuman BW, et al. SARS coronavirus unique domain: three-domain molecular architecture in solution and RNA binding[J]. J Mol Biol,2010,400(4):724-742.

[37] Castro F, Gaedke U, Boenigk J. Reverse evolution-driving forces behind the loss of acquired photosynthetic traits[J].PLoS One,2009,4(12):e8465.

[38] World Health Organization. Dr. Carlo Urbani of the World Health Organization dies of SARS[EB/OL]. (2003-03-29).http://www.who.int/csr/sars/urbani/en/.



http://www.wj160.net/wzzx/llyd/aq/2020-01-29/61065.html