SARS-CoV-2的起源与进化:从自然溢见到全球大流行的科学证据与启示

【字体: 时间:2025年08月13日 来源:Annual Review of Virology 8.3

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  这篇综述系统梳理了SARS-CoV-2的动物起源与人类适应历程,指出其自然溢出源于武汉华南海鲜市场(Huanan市场)的野生动物交易,驳斥了实验室泄漏假说。文章通过基因组学(如Omicron变异株的快速进化)、流行病学(早期病例空间聚类)和跨物种传播(ACE2受体结合机制)证据,强调人兽共患病(zoonosis)防控的紧迫性,并为未来大流行预警提供科学框架。

  

SARS-CoV-2的起源争议与科学共识

围绕SARS-CoV-2起源的争论持续发酵,但科学证据明确指向自然起源。最接近的动物病毒亲属是来自老挝的蝙蝠冠状病毒Banal-20-52(基因组相似度96.8%),其刺突蛋白受体结合域(RBD)与人类ACE2受体的结合能力甚至强于早期SARS-CoV-2毒株。系统发育分析显示,SARS-CoV-2与穿山甲冠状病毒(如广东海关截获的样本)存在进化关联,暗示野生动物贸易在病毒传播中的关键作用。

华南海鲜市场的流行病学证据

2019年12月武汉最早的155例COVID-19病例呈现显著空间聚类,即便无市场接触史的患者也集中分布在市场周边。基因组数据进一步显示,市场环境样本中同时存在A、B两个基础谱系,提示多次独立溢出事件。市场内的貉、果子狸等易感动物(通过元基因组测序检出)为病毒重组提供了理想环境,而穿山甲冠状病毒中发现的Furin酶切位点(RRAR)则可能是自然适应的结果——这与实验室工程常用的RRSRR motif明显不同。

实验室泄漏假说的科学反驳

武汉病毒研究所(WIV)保存的最近缘病毒RaTG13与SARS-CoV-2存在1,000多个核苷酸差异,无法作为基因操作模板。值得注意的是,WIV工作人员血清抗体检测均为阴性,且早期病例分布与研究所地理位置无关联。关于Furin酶切位点的争议,研究指出冠状病毒自然重组可产生此类结构(如云南蝙蝠病毒RmYN02中的类似插入),而SARS-CoV-2的CGG密码子偏好性在流行过程中持续保持,不符合人工设计的预期特征。

Omicron变异株的进化转折

2021年底出现的Omicron(BA.1谱系)携带50处基因组突变,其中32处位于刺突蛋白,导致其与ACE2结合亲和力增强但肺部复制效率降低。这种"高传播-低毒力"的进化轨迹打破了此前Delta变异株的双重增强模式,可能源于免疫缺陷宿主的长期演化或动物宿主适应。值得注意的是,白尾鹿等动物种群中检测到多个人源传播谱系,证实SARS-CoV-2具有罕见的跨物种传播广度。

大流行防范的启示

COVID-19的教训凸显野生动物贸易监管的薄弱环节。如同2002年SARS-CoV通过果子狸传播,华南海鲜市场的生态位为病毒重组搭建了理想平台。未来需建立基于全基因组监测(如COG-UK项目)的早期预警系统,尤其关注东南亚蝙蝠病毒热点区域——那里蕴藏着大量未鉴定的SARS-CoV-2近缘病毒,而人类血清学研究已证实该地区存在频繁的病毒暴露事件。

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