研究人員發現2萬年前冠狀病毒爆發的證據

據外媒報道，通過分析來自全球26個人群的現代人的基因組，研究人員發現了古代冠狀病毒爆發的遺傳“足跡”。像這樣的研究可以幫助識別在遙遠的過去和未來可能引起流行病的病毒。一項由亞利桑那大學研究人員共同撰寫的新研究發現，2萬多年前在東亞地區爆發了一場冠狀病毒疫情，在該地區人們的基因構成中可以看到疫情爆發的痕迹。

在發表於《當代生物學》的一篇論文中，研究人員分析了來自全球26個人群的2500多名現代人的基因組，以更好地了解人類是如何適應歷史上冠狀病毒爆發的。該團隊由亞利桑那大學和阿德萊德大學的研究人員共同領導，使用計算方法發現了適應冠狀病毒的遺傳“足跡”，冠狀病毒“家族”在過去20年中造成了三次重大爆發，包括正在進行的COVID-19大流行。

在過去的20年裡，有三次流行性嚴重冠狀病毒的爆發。SARS-CoV導致嚴重急性呼吸系統綜合症，在2002年造成800多人死亡；MERS-CoV導致中東呼吸系統綜合症，造成850多人死亡；以及SARS-CoV-2導致COVID-19，造成380萬人死亡。

但是這項對人類基因組進化的研究揭示了另一場大型冠狀病毒流行在數千年前就已經爆發了。

“這就像找到恐龍的腳印化石，而不是直接找到骨頭化石，”亞利桑那大學生態學和進化生物學系教授、該研究的主要作者之一David Enard說。“我們沒有直接找到古代病毒–相反，我們找到了它在古代流行病時期強加給人類基因組的自然選擇的特徵。”

該小組在不使用活細胞的情況下，合成了人類和SARS-CoV-2蛋白，並顯示這些蛋白直接互動，特別指出了冠狀病毒用來入侵細胞的機制的保守性。現代人類基因組包含可追溯到數十萬年前的進化信息，包括使人類能夠在包括病毒在內的新威脅中生存的生理和免疫適應。

研究結果顯示，東亞人的祖先經歷了類似於COVID-19的冠狀病毒引起的疾病的流行。為了入侵細胞，病毒必須附着並與宿主細胞產生的特定蛋白質相互作用，這些蛋白質被稱為病毒相互作用蛋白（VIPs）。研究人員在編碼VIPs的42個不同人類基因中發現了適應的跡象，表明現代東亞人的祖先在2萬多年前首次接觸到冠狀病毒。

論文的第一作者、阿德萊德大學生物科學學院的Yassine Souilmi說：“我們發現這42個VIPs主要在肺部活動–受冠狀病毒影響最大的組織–並證實它們與當前大流行病的基礎病毒直接互動。”

除了位於宿主細胞表面並被冠狀病毒用來進入細胞的VIPs外，病毒一旦進入細胞后還會與其他許多細胞蛋白相互作用。“我們發現，那些為防止或幫助病毒繁殖的蛋白質編碼的人類基因，在大約2.5萬年前經歷了比你通常預期的更多的自然選擇，”Enard說。

這項工作表明，在流行病的過程中，選擇有利於參與病毒-細胞相互作用的人類基因的某些變體，這些變體可能會導致較不嚴重的疾病。研究古代病毒留下的 “足跡”可以幫助研究人員更好地了解不同人類群體的基因組如何適應已經成為人類進化的重要驅動力的病毒。

其他獨立研究表明，VIPs基因的突變可能介導冠狀病毒的易感性，也可能介導COVID-19癥狀的嚴重性。而且有幾個VIPs目前正在用於COVID-19的藥物治療中，或者是進一步藥物開發的臨床試驗的一部分。

研究報告的共同作者、阿德萊德大學生物科學學院的Ray Tobler說：“我們過去與病毒的互動留下了明顯的遺傳信號，我們可以利用這些信號來確定影響現代人群感染和疾病的基因，並且可以為藥物再利用工作和新療法的開發提供信息。”

Souilmi說：“通過發現以前受歷史上病毒爆發影響的基因，我們的研究指出了進化基因分析作為對抗未來爆發的新工具的前景。”

該研究的作者說，他們的研究可以幫助確定在遙遠的過去和未來可能引起流行病的病毒。像他們這樣的研究有助於研究人員編製一份潛在危險病毒的清單，然後為它們的回歸開發診斷方法、疫苗和藥物。