引言
虽然新冠疫情大势已过,但相关病毒仍然是科学家和大众的热门话题。道理很简单,科学可以帮助大家预测未来,防患于未然(虽然萨斯和新冠都是漏网之鱼)。
昨天,自然科学的顶级杂志之一——《自然Nature》的子刊——《自然通讯(Nature Communication)》上刊登论文,题为“Genomic screening of 16 UK native bat species through conservationist networks uncovers coronaviruses with zoonotic potential(通过自然保护网络对16 种英国本土蝙蝠物种进行基因组筛查,发现潜在的人畜共患的冠状病毒)”《自然》很久没发表类似的论文了。该论文的通讯作者是英国伦敦的帝国理工学院(Imperial College London)的Vicent Savolainen。
《自然Nature》的很多(?全部)子刊都是收费杂志,《自然通讯(Nature Communication)》也不例外。一两千美金一篇论文,想交钱的人还太多。在上面发一篇论文,在国内被看成是“重大成果”。英国鬼子就这么厉害,收了你高价,还让你痛哭流涕地感激不尽!这是题外话。
他们的新发现
他们从英国的蝙蝠粪便中分离测得了9个冠状病毒序列。这9个病毒包括4个甲型冠状病毒alphacoronaviruses,一个是乙型支系A冠状病毒(Merbecovirus), 还有4个乙型支系B冠状病毒Sarbecoviruses。这9个病毒里,甲型冠状病毒感染猪、猫熊、蝙蝠之类的动物,跟人类没什么关系。尽管中东爆发过乙型支系A冠状病毒感染的MERS(中东呼吸道综合症),对人类威胁也不大。而威胁大的是乙型支系B冠状病毒。萨斯和新冠都是支系B冠状病毒Sarbecoviruses。
取样太少
这篇论文的猫腻和重大缺陷在于,取样太少。在他们所建的进化树上,只有7个欧洲和非洲的样(Sarbecoviruses乙型支系B冠状病毒),12个亚洲的样。而且他们的进化树上,也没给出枝长(branch length;衡量DNA序列差异的指标)。单看这么小的一棵树,英国样就显得很重要了,跟亚洲样(包括萨斯和新冠)看上去很近。给人的错觉就是,喔啊,他们发现的英国冠状病毒也很可能会感染人啊。这就是他们论文的重点,可能这也是能在《自然通讯》发表的重要原因。因为这吸引眼球啊。杂志高兴,作者们高兴,但读者被忽悠了。
事实上,如果合理或者尽量全面取样,就会发现,欧洲和非洲的冠状病毒跟萨斯和新冠在亲缘关系上距离很远,在DNA序列上差异非常大。
为啥跟萨斯和新冠在亲缘上差异大的冠状病毒,就不大可能感染人呢?亲缘关系由基因序列决定,而基因序列决定了蛋白质的序列,包括病毒的刺突蛋白——感染人类细胞的唯一武器。
进化盲枝与遗传多样性
他们论文的结论主要是“英国 乙型支系B冠状病毒需要进一步的分子适应,才能感染
人类,其人畜共患风险需要更密切的关注(While UK sarbecoviruses would require further molecular adaptations to infect humans, their zoonotic risk warrants closer surveillance)”。这是他们的卖点。
在进化生物学里有个名词叫“进化盲枝”或者叫“进化的死胡同”(evolutionary dead end),是由短期内选择性有利但最终导致谱系多样化降低的性状造成的。
如果他们的进化树有足够多的取样,就会发现,欧洲和非洲的乙型支系B冠状病毒Sarbecoviruses实际上都是进化上的盲枝、死胡同、孤岛。那里的冠状病毒遗传多样性不高,仅存在大约12个有分子上区别的进化枝(lineages)。这些进化枝形成的时间已经很久了,迄今为止还没在欧洲和非洲的乙型支系B冠状病毒观察到活跃的进化(遗传多样性),最重要的原因是那里的相关的蝙蝠的种类不多。而亚洲,特别是中国的乙型支系B冠状病毒进化活跃,有非常高的多样性。所以,冠状病毒的危险区在亚洲。下面这棵树取样也不多,但好一些。
冠状病毒的进化,除了普通的进化机制(突变、遗传漂变、基因流和自然选择)外,基因重组(recombination)也起非常重要的作用。在岩洞的一个蝙蝠身上,可以分离出数种冠状病毒。这些病毒在分子水平上会发生重组,大大加快进化速度。
所以《自然通讯(Nature Communication)》这篇论文的噱头,基本上算是忽悠。
其他相关研究/报道
《自然Nature》很会做生意。除了发表《自然通讯(Nature Communication)》那篇论文外,他们在《自然Nature》上做跟进报道。于是有了题目为“Trove of new coronaviruses uncovered in bats — but threat is unclear(在蝙蝠中发现大量新型冠状病毒——但威胁尚不清楚)”的文章。作者为Ewen Callaway。不外乎科普《自然通讯》那篇论文,再采访欧美大学中的所谓“专家”,推销给他们的论文和论文中的发现(英国佬真是善于这种一条龙的忽悠服务)。Callaway这篇文章的关键在于“威胁尚不清楚”,让读者产生许多遐想。他采访了美国华盛顿州立大学(Pullman)的分子病毒学家迈克尔·莱特科(Michael Letko),盐湖城犹他大学的分子进化生物学家泰勒·斯塔尔(Tyler Starr) 。这两位“专家”口吻类似,呼应《自然通讯》那篇论文的结论,英国的冠状病毒对人类健康有潜在威胁(可以引起类似于新冠那样的疫情)。笔者查了他们发表的论文,他们确是病毒学家,但跟生物亲缘学相关的进化生物学方面还是非常欠缺。
Callaway的《自然Nature》那篇报道还提到另一篇bioRxiv上的预印本论文,题目为“英国马蹄蝠中发现的 乙型支系B冠状病毒; 序列变异和流行病学(Sarbecoviruses of British Horseshoe Bats; Sequence Variation and Epidemiology)” 。这篇论文稿子倒算中规中矩,但也有类似的问题,虽然他们的结论不像《自然通讯》那篇论文那么大胆。
生物进化与科学界的噱头
笔者对那篇《自然通讯》论文的通讯作者Savolainen还有些了解。他跟笔者原来是同行,都做植物亲缘、分类和进化。他作为第一作者有两篇有花植物亲缘的论文被广泛引用,笔者做博士和博士后研究有花植物时,也经常引用他的两篇论文。他后来转做病毒。这也说明研究植物和病毒(以及别的生物类群)进化在DNA水平确实相通(哈哈,难怪“一个衣衫褴褛的植物学家”写了那么多受欢迎的关于新冠的科普文章!哈哈,难怪“一个衣衫褴褛的植物学家”写了那么多受欢迎的关于新冠的科普文章!如果您再怀疑笔者写的关于病毒进化的文章,就是您傻了。哈哈)。做病毒进化当然比做植物分类与进化更容易生存。也难怪笔者的大学19个同班同学中,只有4个还在真正做植物学研究。
按说,Savolainen这样一位植物学家/进化生物学家当然懂得生物亲缘学(phylogeny;phylogenetics)中取样、枝长、支持率在重建进化树中的重要性。但如果取样完美了、枝长和支持率都给出了,那他们这篇论文就没有卖点了。笔者曾经不止一次指出,新冠溯源之所以还没有结果,最重要的原因是,没有亲缘生物学家(phylogenetist)的参与。而Savolainen是亲缘植物学家(plant phylogenetist)出身,却在有影响的杂志上发表这样带有忽悠性的关于新冠病毒的论文,实在不该。
另一方面,也说明有的科学家为了发表论文、发表高影响因子的论文,有可能不告诉读者真相的全部。科学界也有不少人贩卖噱头。而有影响力的杂志,可能为利益驱使,与所谓的“专家”一道起舞,忽悠读者。当科学与利益结合起来时,就有人铤而走险。
Stay critical!
作者简介:植物学家、进化生物学家,业余写些游记、散文、科普和时评。四川雅安市石棉县人,兰州大学学士,中科院成都生物所硕士,德国美因茨(Mainz)大学博士,密苏里植物园资深研究员。微信:gonggashan1. email: gonggashan@gmail.com;公众号:一个衣衫褴褛的植物学家。