武漢新冠病毒零號病人的溯源
by 汪爾佳
圖一：
自《柳葉刀》1月24日發表金銀潭醫院黃朝林副院長和第一批專家組署名的新冠病人的流行病特征後(1)，外界在武漢23日封城後首次獲得了武漢疫情早期發病的可靠數據。這篇文章披露了2020年1月2日之前，共有41例新冠病毒的住院病人，其中13例病人的發病與武漢華南海鮮市場無接觸史，而且最早出現症狀的4位病人中，有3位與華南海鮮市場沒有任何關聯。
.圖二：
這樣的一個事實表明華南海鮮市場可能不是零號病人的發源地，可能存在另一個首發疫源地，而在這個發源地，第一位感染者，又稱為零號病人，完成了新冠病毒從中間宿主傳至人體的生物感染過程。之後這位零號可能接觸了華南市場的人員，並且在此地，病毒發生了變異，傳染力明顯增強，由此造成新冠病毒在華南海鮮市場內和市場之外的迅速蔓延。
反對這一觀點的依據是，國家衛健委第一批專家組，在12月31日來漢後，當天在華南海鮮市場進行了現場采樣，因為第二天華南海鮮市場實施了緊急封閉。從獲取的585 份野生動物標本中，發現33個標本呈現新冠病毒核酸陽性(2)。這個數據表明華南海鮮市場在12月31日之前，市場上銷售的野生動物中已經有較大範圍的新冠病毒汙染。
那麽不禁要問華南海鮮市場最早出現的新冠病毒是在什麽時間發生的? 上述585份標本應該記錄了進貨的時間。進一步詢問庫存標本的時間，可以為我們解決這個答案。
另外一個顯眼的問題是武漢其他野生動物市場是否也存在著新冠病毒汙染的陽性標本？武漢公共衛生部門是否在同時期也對其他市場的標本進行了檢查，因此我們也期待著武漢公共衛生部門提供這一方麵的檢測結果。
支持華南海鮮市場為獨立發源地的證據是市場中野生動物中廣泛存在的新冠病毒，這種病毒隨時可以接觸人體。它不需要外來感染者，本身就可以產生零號感染者。來自湖北省中西醫結合醫院呼吸科主任張繼先醫生的前幾個病例，可以解釋這一現象。她的第一位病人是在華南海鮮市場附近的居民，丈夫有機會接觸野生動物。這位丈夫在12月26日首先發病。注意他本身就可以是華南海鮮市場的零號病人，當然也可以從其他更早的感染者裏得到傳染。他的妻子和兒子並無海鮮市場接觸史，但是隨後卻相繼發病，這一家三口成為張繼先醫生的最早懷疑的7個病人中的三員。
在更早的時間，新冠病人可以追溯到武漢市中心醫院，急診部主任艾芬醫生接治了一位病人。這是一位65歲的男性病人，是華南海鮮市場的送貨員，12月18日以咳嗽發燒肺炎進院診療，追問病史得知起病時間是12月15日， 此病例是《柳葉刀》文章中第5位病人，他可能是華南海鮮市場第二個病人，最早的(超級)傳染者，在他身上可能發生了病毒株變異。他有兩個特點，其一從出現症狀到入院治療，他有4天以上的時間在海鮮市場內外活動，如果加上潛伏期，他有可能在12月8日之前被感染，有更多的時間接觸華南海鮮市場的人群。其二，他是海鮮市場的送貨員，他有可能在外源地接觸病原體，而且他可以在擁擠的海鮮市場裏與多灘位和普通人群發生頻繁的接觸。
目前我們仍然沒有弄清前4位病人的接觸史，也沒有發現這4位病人的病毒基因組特點，這為我們找到零號病人提出了挑戰。但是巜柳葉刀》文章指出，這幾個病人是在12月16日及之後入院治療的，他們都有庫存的醫療檔案。
美國喬治城大學傳染病專家陸賽(Danial Lacey)教授1月底指出，第一例感染的人應該發生在11月份，或更早的時間。如果是這樣，那麽在武漢華南海鮮市場出現的聚集性感染之前，新冠病毒巳經在武漢地區偷偷地暗地裏擴散。先後的順序應該是病毒從外源地先進入海鮮巿場，然後再從海鮮市場向外擴散(3)。
斯克裏普斯研究所安德森教授(Kristian Anderson）分析了新冠病毒的起源，她認為12月1日的首例病人是十分誘人的冰山一角。她分析了1月25日網上27例新冠病毒的基因組學，發現可能存在一個不太遙遠的共同祖先病毒，這個時間可能發生在10月1日。
《柳葉刀》文章的通訊作者曹彬教授，1月底曾經通過電郵回答安德森教授的質疑，＂從目前來看，華南海鮮市場可能不是新冠病毒的唯一發源地，坦率地說，我們不能肯定病毒從何處而來＂(3)。
以上是從傳統流行病學調查得到的信息。
近日中國科學院西雙版納熱帶植物園的鬱文彬副研究員，聯合華南農業大學和北京腦科中心的科研人員，在中國科學院科技論文預發布平台ChinaXiv上發表了重要研究論文(4)。
與安德森教授的方法一樣，鬱文彬團隊分析了更多的病毒基因組變化，他們收集了世界各地科學家共享數據庫中的93個新型冠狀病毒樣本，分析發現在8個密碼編輯區域裏有120鹼基變異。因此他們將這些新冠病毒分成58種單倍型，可以簡單地理解為是58個不同的新冠病毒變異株。即使這樣他們也認為新冠病毒與SARS病毒和MERS病毒相比，變異性還是低一點。
接著鬱文彬團隊從病毒的基因組學的變異過程來判斷最早新冠病毒的發源地，這就象遺傳學家譜分析一樣，找出目前新冠病毒的老祖宗，即零號病人身上的那個原始病毒。
大家看看下麵這個圖表：圖三：
這58個新冠病毒的單倍型(編號為H1-H58）被分成了A、B、C、D、E五個組。他們的關係是，A組最古老，可以說是新冠病毒的祖先，然後越往後分，輩份越低。
A，B，C 三組中有4個特別重要的核心病毒，即A組中的H13，B組中的H3(4色)和H38 (粉紅色)，還有C組中的H1（最大的那個多色圓餅）。
如此你就很容易發現兩條家譜進化路線：H13→H3→H1，以及H38→H3→H1。
我們可以簡單地認為這兩條線就是祖孫三代之間的關係。H13和H38最古老，H3居中，H1最年輕。研究人員也認為，通過係統發育網絡，基本可以認為H13和H38是新冠病毒的祖先單倍型。
不過研究人員也不排除還存在其他古老的單倍型，因為最早的感染者和12月上旬那4例的數據，不包括在本研究之內。這就是為什麽前4例病人的接觸史和病人樣品是非常非常重要的原因。
這篇文章的重點在於來自華南海鮮市場的新冠病毒都是H1及其後代（H1周圍那一圈），沒有出現H13和H38；甚至整個武漢的樣本中隻出現了一例H3，而且與華南海鮮市場沒有關係，這也佐證了第一例華南海鮮市場患者身上發生了最重要的病毒基因突變，產生了H1單倍型，從而明顯地增強了病毒的傳染力，導致武漢新冠肺炎主體為H1及其亞型。
那麽更古老的爺輩的H13和H38是從哪裏的患者體內分離的呢？
H13出現在了5個深圳患者體內，他們也是廣東首批確診感染者。而H38則來自美國首例確診患者。他們的旅行記錄表明，他們在2019年12月底至2020年1月初疫情爆發期間都到過武漢，但沒有華南海鮮市場暴露史。
這說明，深圳那5名H13感染者和美國的H38感染者身上的病毒，也有可能是通過H3 轉向H13 和H38, 這一觀點尚待進一步證實。
從MERS病毒的病源體追蹤史來看，有些經驗值得我們借鑒。2012年6月， 在沙特的一個病人體內發現了MERS冠狀病毒，之後追溯發現在2012年4月，約旦的一所醫院發生了一起不明原因的肺炎。進一步檢測該院庫存病人的標本發現，兩位肺炎死亡的病人標本中含有MERS冠狀病毒。 這種回顧性病原體研究對於發現新型傳染性疾病的疫源地十分重要，同時也提示保存病人的生物標本以及可疑的動物標本，是研究病毒發源地十分重要的一環。
一般來說，零號病人出現之後，在沒有釆取任何幹預措施之前，被感染的人數呈指數增長。如果每天被感染人數比前一天增加一倍，零號病人出現10天後，估計會有1024 人被感染，而零號病人出現14天之後被感染的總人數可以達到16384。那麽武漢在1月1日之前到底有多少感染者? 反過來可以推算出H1變異株岀現的日期。
當然受各種因素的影響，感染的估值人數與實際人數會有一定的差別，但是由此可以看到對傳染病的控製，提前一天的預警與控製都會有明顯的不同結果。
參考文獻：1， https://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=2ahUKEwipguuF9efnAhXilOAKHcxUABcQFjAAegQIBxAC&url=https%3A%2F%2Fwww.thelancet.com%2Fjournals%2Flancet%2Farticle%2FPIIS0140-6736(20)30183-5%2Ffulltext&usg=AOvVaw3olzLfQO_Y4QOubIUp9DeU
2, http://www.xinhuanet.com/english/2020-01/27/c_138735677.htm
3, https://www.sciencemag.org/news/2020/01/wuhan-seafood-market-may-not-be-source-novel-virus-spreading-globally
4, https://www.researchgate.net/publication/339351990_Decoding_evolution_and_transmissions_of_novel_pneumonia_coronavirus_SARS-CoV-2_using_the_whole_genomic_data
作者簡介：美國大型藥企資深硏究員。早年畢業於蚌埠醫學院，同濟醫科大學碩士研究生，在武漢協和醫院從事臨床醫學8年。之後在美國新澤西羅格斯大學從事藥物代謝與毒理的博士後研究。96年起先後在大型藥物研究公司賽諾菲，先靈保雅，默沙東從事新型藥物的研發。
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