关于新冠病毒起源,武汉市场的新证据告诉了我们什么

最近发布的来自武汉市场(许多早期病例发生地)的新冠病毒 SARS-CoV-2 样本的数据表明,市场中存在动物,但尚不足以证明这些动物已被感染并将病毒传播给人类

Illustration of people and animals walking around a colorful market.

艾伦·温斯坦

熊看起来并不特别具有威胁性。这种小型哺乳动物类似于那些熟悉的蒙面垃圾强盗,这也是其名字的由来,尽管它与狐狸的关系最为密切。浣熊原产于东亚的森林,这种毛茸茸的杂食动物以啮齿动物、昆虫、甲壳类动物和植物为食。在中国,它们通常因其肉和皮毛而被出售。但最近,这种生物卷入了关于导致新冠病毒起源的激烈辩论中。

中国研究人员在 2020 年 1 月收集的遗传证据——并在今年早些时候最终公开——将浣熊和其他野生动物置于中国武汉的一个市场中,该市场是许多最早的人类新冠病例的中心。同样的证据也表明,导致新冠病毒的 SARS-CoV-2 病毒也存在于许多相同的市场摊位中。实验表明,浣熊可以感染并传播 SARS-CoV-2。许多科学家表示,综合来看,这些发现指向了一种情景,即病毒在市场上传播给了人类。但其他研究人员强调,这仅仅是间接证据——尽管他们同意这值得进一步调查——并且仍然为“实验室泄漏”作为疫情的开端留下了可能性。

没有浣熊对人类打喷嚏并将病毒传播给人类的视频片段。即使存在确凿的流行病学证据,中国当局也没有公开。但是,在最早的人感染新冠病毒的同一地点和时间附近发现一种易感动物,可能是我们能获得的最好的证据,非营利性微生物学研究组织 Cultivarium 的计算生物学高级科学家亚历克斯·克里茨-克里斯托夫说。


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这一起源探索的转折始于 3 月初,当时中国疾病预防控制中心 (CCDC) 的科学家及其同事将从华南海鲜批发市场采集的拭子样本中的遗传数据上传到一个科学数据库。一个由克里茨-克里斯托夫领导的国际研究团队在市场上相同的地点发现了动物和病毒的重叠遗传物质,中国研究人员很快在《自然》杂志上发表的分析中证实了这一联系。

萨斯喀彻温省疫苗和传染病组织-国际疫苗中心的病毒学家安吉拉·拉斯穆森说,接近程度是关键,她是国际报告的合作者之一。“这不是‘吸烟的浣熊’,但这非常表明,在我们其他分析表明我们会发现动物的市场完全相同的部分,现在我们在完全相同的地点发现了它们——同时发现了病毒,而且重要的是,没有人[类 DNA 存在],”拉斯穆森说。这些发现证实了之前的报告,该市场出售活体动物,悉尼大学的进化生物学家爱德华·霍姆斯——国际团队报告的合著者——几年前在那里拍摄了活浣熊的照片

拭子结果没有证实浣熊或其他动物实际上感染了病毒,或者它们是首先将病毒传播给人类的动物。主要的替代情景是病毒从武汉的几个进行冠状病毒研究的病毒学实验室泄漏。尽管没有直接证据支持这一理论或其他理论,但新数据无法排除它们。

根据最近的一项基因分析,浣熊 (Nyctereutes procyonoides) 可能已将导致新冠病毒的病毒传播给人类。图片来源:prill/Getty Images

这种挥之不去的不确定性并不罕见:追踪一种新病毒疾病的起源可能需要数十年。例如,在中国广东的一个动物市场上出售的果子狸被确定为导致 2002-2003 年流行病的 SARS 病毒的中间宿主,但又花了 15 年的时间才追溯到病毒的源头是蝙蝠;埃博拉病毒以及许多其他病毒的起源从未被发现。对于 SARS-CoV-2,中国政府不愿发布其收集的所有数据阻碍了起源的探索——例如,CCDC 团队在收集市场数据两年后的 2022 年首次发布了市场数据的预印本,并且他们没有标记存在的动物物种。

许多病毒阳性样本聚集在市场的西南角,与之前报告的销售活体动物的摊位在同一地点。六个病毒阳性样本也对浣熊 DNA 或 RNA 呈阳性,通常含量高于人类遗传物质。一个名为 Q61 的样本包含大量浣熊物质,但很少有人类物质。该报告的作者还发现了来自远东刺猬、马来豪猪、果子狸、西伯利亚黄鼠狼、竹鼠和其他动物的遗传物质。这些物种中的任何一种都可能充当病毒的中间宿主,科学家认为病毒很可能起源于野生蝙蝠。然而,大多数其他动物尚未被证明易感染 SARS-CoV-2。浣熊已被证明易感染。

“这不是动物被感染的确凿证据,但这与此非常一致,”克里茨-克里斯托夫说。如果市场不是 SARS-CoV-2 从动物传播到人类的地方,而是由已经感染的人引起的超级传播事件的地点,“你必须问,为什么是那里?”克里茨-克里斯托夫说。“如果人类将病毒带到那里,他们为什么要将病毒带到武汉野生动物摊位最多的地方?”

尽管《自然》杂志上的 CCDC 研究证实了市场上出售的动物的基因鉴定,但它并未就其作用得出相同的结论。相反,作者写道“这些环境样本无法证明动物已被感染。” 即使动物在市场抽样时确实携带了病毒,CCDC 研究人员补充说,它们很可能是从人类那里感染的——而不是反过来。

在武汉,华南海鲜批发市场是许多早期新冠病例的发生地。图片来源:Noel Celis/法新社/Getty Images

然而,国际团队的动物发现建立在之前的研究基础上,这些研究支持市场是 SARS-CoV-2 的早期中心,并表明与市场相关的多种人畜共患起源。一项早期的研究项目由加州大学圣地亚哥分校生物医学信息学博士生乔纳森·佩卡尔领导,他是市场拭子样本的最新报告的合著者。佩卡尔的研究小组提出,在疫情的早期,武汉存在两种病毒谱系——A 和 B,并且两者都与市场有关。B 谱系是第一个被认为感染人类的谱系。拉斯穆森说,如果病毒首先从武汉病毒研究所传播给人类,正如一些人认为的那样,研究人员将不得不两次将其引入市场。

“是否有可能在实验室工作的某人感染了 B 谱系,出现在市场上,并且没有感染去那里的路上的任何人,即使它[大约 10 英里远]——然后下周 A 谱系病毒发生了完全相同的事情?”拉斯穆森说。“这有可能,但与另一种选择相比,我认为这不是很合理:A 谱系和 B 谱系都来自动物,然后发生了两次单独的溢出事件。”

但两谱系解释有其批评者。他们指出,这些谱系仅相差两个基因突变。鉴于 SARS-CoV-2 的进化速度如此之快,一种谱系有可能在人们将其带到市场之后进化成另一种谱系,而不是需要两次单独的人类引入事件。“我不认为早期病毒可以分为这两个仅相差两个突变的组,这一事实真的意味着必须进行两次引入,”西雅图弗雷德·哈钦森癌症中心计算生物学家杰西·布鲁姆说,他研究了病毒的进化。“一种谱系也有可能在人类中进化成另一种谱系。”

克里茨-克里斯托夫说,拭子样本中的动物证据确实让科学家们更好地了解了下一步在哪里寻找更接近病毒起源的动物。研究人员现在可以将精力集中在市场的上游,即野生动物贸易或可能饲养这些动物的农场。克里茨-克里斯托夫说,如果可以从这样的动物身上提取病毒的基因序列,就有可能判断大流行病毒的祖先是否在动物宿主体内进化。

但是,来自市场的这些最新发现与大流行的时间线不太吻合,野生动物溢出理论的批评者很快指出了这个问题。样本采集于首批确诊的新冠病例出现症状后近一个月,大约在 2019 年 12 月 10 日——进化遗传分析表明,病毒早在当年 11 月中旬就开始在人类中传播。不可能知道当时市场上是否是同样的动物,或者它们是否在首批人类病例之前被感染。“我认为主要的局限性是,不幸的是,采样是在 2020 年 1 月进行的,”而不是 2019 年 12 月初,布鲁姆说。“很难解释这些样本的动物和人类含量与 SARS-CoV-2 含量之间的对应关系意味着什么。”

布鲁姆在 2023 年 4 月下旬发布了他的自己对 CCDC 数据的分析的预印本。它证实了市场上存在大量动物,包括浣熊。但布鲁姆继续量化了来自不同动物的 DNA 数量,并且与克里茨-克里斯托夫的团队不同,他包括了所有具有脊髓的动物(脊索动物),而不仅仅是哺乳动物。已知 SARS-CoV-2 仅影响哺乳动物,但布鲁姆将脊索动物作为对照组。根据他的分析,极少数 SARS-CoV-2 阳性样本包含大量浣熊 DNA。事实上,病毒含量最高的样本也具有最多的鱼类遗传物质,而鱼类被认为不易感染该病毒。

“我对这一切的总体看法是,这些样本的遗传内容——以及这些样本的 SARS-CoV-2 内容——表明你真的不能使用这种类型的分析来弄清楚是否有任何动物被感染,”布鲁姆说。“这并不能证明动物从未被感染;它只是表明,从这些样本中,你真的无法得出任何结论,因为你正在寻找的那种信号,你在显然没有任何意义的东西中看到了它。”

克里茨-克里斯托夫不接受这种反对意见。他指出,相关性不是回答哪种特定动物传播病毒问题的适当方法。在销售海鲜的摊位中发现的病毒几乎可以肯定是由患病的人类传播的。当然,克里茨-克里斯托夫自己的分析也基于相关性:SARS-CoV-2 易感动物和市场中病毒样本呈阳性的部分。他说,不同之处在于他仅仅使用相关性来表明动物在那里,而不是表明当时任何特定动物都被感染了。

麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的科学顾问艾丽娜·陈一直是实验室泄漏假说的直言不讳的倡导者,她对市场摊位数据也有自己的反对意见。她说,动物基因序列只是证实了武汉市场上有动物,这已经是众所周知的事情。“对我来说,在这些表面上发现浣熊物质并不令人震惊,”陈说。她指出,SARS-CoV-2 在整个市场上都有发现,而不仅仅是在动物摊位。

然而,布鲁姆指出,实验室泄漏理论与自然起源理论一样,都依赖于间接证据。他说,支持泄漏的主要论点是基于接近性:“疫情爆发于武汉,那里有研究类 SARS 冠状病毒的实验室。绝对没有直接证据表明任何实验室都在研究与 SARS-CoV-2 完全相同的病毒。”

布鲁姆认为,疫情可能通过四种合理的情景开始。其中两种与实验室或研究人员有关:武汉病毒研究所实验室的一位科学家在野外工作时感染了蝙蝠,或者一位实验室科学家从蝙蝠或其他动物身上采集了病毒样本,将样本带回武汉,并在实验室工作时被感染。另外两种情景涉及自然溢出:浣熊或其他中间动物宿主直接感染了武汉或其他地方的人类,或者蝙蝠直接感染了武汉以外的人,然后此人将病毒带回该市(携带类似病毒的蝙蝠在武汉没有发现)。“在我看来,老实说,所有这些事情在某种程度上仍然是可能的,”布鲁姆说。所有这些情景“都足够令人担忧,我们应该努力减轻它们。”

陈补充说,她声称的另一种可能的实验室相关起源情景:病毒已被带到实验室,并且为了了解病毒如何变异,对其进行了工程改造,使其更好地感染人类细胞——并且不知何故传播到了世界各地。这种观点极具争议,许多科学家指出,实际上没有任何证据支持它。陈和其他人指出了病毒的一个不寻常特征,称为弗林蛋白酶切割位点,以此作为其被工程改造的迹象。但是,在自然界的其他冠状病毒中也发现了这样的位点,因此这种观点并没有说服许多病毒学家和传染病专家。

至少有八个美国情报机构对其病毒起源进行了自己的调查。四个机构“低度确信”地得出结论,认为动物的自然溢出最有可能,两个机构“低度”或“中度”确信地倾向于实验室泄漏,两个机构尚未决定。美国政府已下令解密与新冠病毒起源相关的信息

克里茨-克里斯托夫说,对于起源之谜的明确答案仍然难以捉摸,但一个难题并非不可能解决。他认为科学家们将不断接近真相。“人们一直在押注不会有新信息出现,但新信息不断涌现,”他补充道。“我永远不会下那个赌注。我们将了解更多。”

坦雅·刘易斯《大众科学》负责健康和医学的高级编辑。她为网站和印刷杂志撰写和编辑关于从新冠病毒到器官移植等主题的故事。她还出现在《大众科学》的播客《科学,快讯》中,并撰写《大众科学》的每周健康与生物学新闻通讯。她在《大众科学》工作八年期间担任过多个职位,包括健康编辑、助理新闻编辑和《大众科学·思想》副编辑。此前,她曾为包括Insider、Wired、Science News 等媒体撰稿。她拥有布朗大学生物医学工程学位和加州大学圣克鲁兹分校科学传播学位。在 Bluesky 上关注她 @tanyalewis.bsky.social

更多作者:坦雅·刘易斯
大众科学杂志第 329 卷第 1 期本文最初以“线索、争议和新冠病毒起源”为标题发表于《大众科学杂志》第 329 卷第 1 期(),第 76 页
doi:10.1038/scientificamerican0723-76
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