中疾控等重磅研究揭示新冠病毒演变：突变如何显著增强传染力(2)

系统发育分析表明，与人类SARS、MERS和其他冠状病毒相比，这11个新的2019-nCoV病毒株与其他2019-nCoV病毒株类似，它们与蝙蝠冠状病毒RaTG13病毒株同源性更高。

在氨基酸水平上，它们只在与人类和蝙蝠SARS中相应氨基酸序列相同的一致序列位置上有少量随机突变。

为了鉴定新的遗传突变，研究人员使用新冠病毒株EPI_ISL_402125作为根，为GIAID（全球共享禽流感数据倡议组织）中的所有120个新冠病毒的可用完整基因组构建了系统树（更新至2020年2月18日）。

研究团队发现，根据核苷酸位置8517和27641，2019-nCoV病毒株可分为两个主要类别。

第1组（G1）的所有病毒株在8517的位置有胸腺嘧啶，在27641位置有胞嘧啶，这与SARS中相应的核苷酸表现相同；而第2组（G2）则相反，在8517有胞嘧啶，在27641则有胸腺嘧啶。

以上两组病毒的流行病学数据显示，最早的G1病毒株（EPI_ISL_406801）于2020年1月5日在武汉被收集，而最早的G2株则于2019年12月24日在武汉被分离得到。

上述两组基因群在同一城市中的存在表明它们是共循环的，但是在疫情暴发早期它们的进化是趋同的。在每个组中，研究人员还观察到了多个病毒株的其他共有突变。

基于这些潜在的可遗传突变以及识别时间和位置，研究人员生成了一个“突变树”图，以跟踪单个共享突变并显示不同分离株之间的关系。

例如，今年1月10日至1月15日在广东省识别出的5个病毒株属于上述第1组病毒，它们在核苷酸位置28578上均有相同的突变，这表明它们可能是由同一人传播的。类似的病毒可能传播给了1月29-1月31日在日本发现的3例病例，它们的病毒在2397核苷酸位置有额外突变，这一类似病毒可能也传播给了1月22日在美国发现的1例病例，这例病例的病毒在10818核苷酸位置有一个额外突变。

研究团队还提到G10818T这个位置非常有趣，因为它在第1组和第2组中均由数个独立的病毒株共享，这导致了orf1ab多蛋白内的L3606F氨基酸突变。

目前尚不清楚第1组和第2组病毒株在10818位点的共同突变是否具有任何生长优势，但穿山甲和蝙蝠冠状病毒在相同位置同样有L3606V突变。

从树状图来看，这两组病毒株都已传播到报告有2019-nCoV病例出现的大多数国家和地区，几乎没有例外，这表明这两组病毒都是可以快速传播的。

研究团队在讨论环节提到，尽管这两个不同的2019-nCoV组是在从动物传播给人类之前或之后进化尚待确定，这两个群体都是首先在武汉被发现，然后传播到中国的不同地区和多个国家。

2019-nCoV与穿山甲冠状病毒的比较

目前与新冠病毒最紧密相关的病毒株为β型冠状病毒RaTG13，RaTG13此前从中华菊头蝠中分离出。研究团队使用核苷酸序列对特定病毒蛋白（例如orf1a，S蛋白，基质和核衣壳）进行了其他系统发育分析后发现，RaTG13病毒株与其他蝙蝠类SARS样冠状病毒株同样有密切关系。

研究人员进一步估计，大多数2019-nCoV和RaTG13病毒蛋白之间的差异发生在2005年至2012年之间，而人类SARS病毒和蝙蝠SARS样冠状病毒之间的差异发生在1990至2002年之间。

研究人员在讨论环节总结道到，“我们的进化时钟分析估计，2019-nCoV分别于大约12年前和30年前从RaTG13和人类SARS-CoV中分化出来。”而除了点突变外，还有潜在的证据表明重组也是2019-nCoV进化的机制。

在比较全长S蛋白序列时，研究人员发现，2019-nCoV与人和蝙蝠SARS病毒的序列同源性为39％，与MERS或其他冠状病毒的同源性则为29％。

值得注意的是，研究团队发现2019-nCoV和穿山甲冠状病毒在S蛋白的RBD（氨基酸315-550区域）中共享几乎相同的氨基酸序列，但与RaTG13却不相同。

为了证实这一发现，研究团队将此前别的课题组发表的穿山甲CoV与先前分离但未发表的穿山甲CoV序列进行了比较。