近日,由中國科學院主辦的英文綜合性期刊《國家科學評論》發表了由北京大學生命科學學院陸劍課題組和中國科學院上海巴斯德研究所崔傑課題組合作撰寫的論文《SARS-CoV-2的起源與持續進化》,對新冠病毒基因組的演化動態進行深入研究和解讀。該研究最早提出了新冠病毒存在兩個主要譜系,從基因組水平上加深了我們對這種新型病毒的認識,對新冠肺炎疫情的臨床診斷具有重要參考價值。
陸劍其課題組在基因組和分子演化領域經驗豐富,並有一系列重要研究成果,尤為擅長從RNA水平上研究基因表達調控的機制和進化規律。陸劍回憶:“我是從1月下旬開始透過新聞關注到了這次疫情的發展。”隨著疫情日益嚴重,陸劍深感應當運用實驗室的特長,利用進化生物學的方法來對病毒的基因組序列進行分析和解讀,開展病毒基因組的演化研究,為抗“疫”作出貢獻。“只有瞭解病毒,才能更好地找到快速診斷、嚴密防禦和有效治療病毒感染的措施,”陸劍說,“開展這項研究也是在抗‘疫’期間我嘗試的教學改革,以培養學生分子進化和基因組學方面的分析能力。”
之後,陸劍課題組與崔傑課題組合作,透過對新冠病毒和近緣病毒進行系統發生分析,發現新冠病毒雖然與蝙蝠冠狀病毒RaTG13的基因組總體差異較小,但其基因組內中性進化位點的差異高達17%,表明新冠病毒在進化過程中經歷了非常強的自然選擇。透過對新冠病毒和來自馬來穿山甲的冠狀病毒的核苷酸比較,推測新冠病毒與其分歧事件並非近期發生,也說明新冠病毒的起源可能更為複雜。
兩個課題組透過對當時公共資料庫中僅有的103個新冠病毒基因組全序列進行分子演化系統分析,首次發現依據兩個高度連鎖的突變位點,分別位於參考基因組的第8782和28144位,可以把新冠病毒主要分為“L”和“S”兩個譜系,因基因組28144位突變對應的氨基酸分別是亮氨酸(L)和絲氨酸(S)而得名。在103個新冠病毒樣品中,72個為“L”譜系,29個為“S”譜系;在另外2個樣品中,1例可能是L和S譜系的混合體,而另1例由於發生了突變而不屬於這兩個譜系。雖然“L”譜系比“S”譜系更為普遍,但是進一步分析表明,“S”譜系更接近在蝙蝠和穿山甲體內發現的病毒,提示“S”更為古老。他們的資料分析還表明,新冠病毒的L和S兩個譜系不是新近由於鹼基發生變化而產生的,而是在病毒爆發的早期可能就已經存在了。陸劍介紹,“我們的研究從分子演化的角度加深了對新冠病毒的認識。”
論文發表後迅速引起了國內外學界和媒體的熱切關注,引發了多個學術論壇針對相關機制展開的深入探討,《科學》等學術期刊和國內外多家新聞媒體紛紛予以報道。據《國家科學評論》官方網站資料顯示,論文發表至今閱讀量已經排在了該雜誌所有文章閱讀量的榜首,被下載8.8萬多次。
陸劍表示,之前的研究是根據當時103個新冠病毒基因組全序列進行分子演化系統分析,得出了初步的階段性結果,下一步還要連點成線,並結合臨床資料和流行病學結果開展深入研究。目前,課題組正在深入研究新冠病毒序列在世界範圍內的變化趨勢,並與廣州醫科大學、武漢大學相關團隊展開合作,將進化分析與臨床資料相結合,做進一步的研究。