引言
雖然新冠疫情大勢已過,但相關病毒仍然是科學家和大眾的熱門話題。道理很簡單,科學可以幫助大家預測未來,防患於未然(雖然薩斯和新冠都是漏網之魚)。
昨天,自然科學的頂級雜誌之一——《自然Nature》的子刊——《自然通訊(Nature Communication)》上刊登論文,題為“Genomic screening of 16 UK native bat species through conservationist networks uncovers coronaviruses with zoonotic potential(通過自然保護網絡對16 種英國本土蝙蝠物種進行基因組篩查,發現潛在的人畜共患的冠狀病毒)”《自然》很久沒發表類似的論文了。該論文的通訊作者是英國倫敦的帝國理工學院(Imperial College London)的Vicent Savolainen。
《自然Nature》的很多(?全部)子刊都是收費雜誌,《自然通訊(Nature Communication)》也不例外。一兩千美金一篇論文,想交錢的人還太多。在上麵發一篇論文,在國內被看成是“重大成果”。英國鬼子就這麽厲害,收了你高價,還讓你痛哭流涕地感激不盡!這是題外話。
他們的新發現
他們從英國的蝙蝠糞便中分離測得了9個冠狀病毒序列。這9個病毒包括4個甲型冠狀病毒alphacoronaviruses,一個是乙型支係A冠狀病毒(Merbecovirus), 還有4個乙型支係B冠狀病毒Sarbecoviruses。這9個病毒裏,甲型冠狀病毒感染豬、貓熊、蝙蝠之類的動物,跟人類沒什麽關係。盡管中東爆發過乙型支係A冠狀病毒感染的MERS(中東呼吸道綜合症),對人類威脅也不大。而威脅大的是乙型支係B冠狀病毒。薩斯和新冠都是支係B冠狀病毒Sarbecoviruses。
取樣太少
這篇論文的貓膩和重大缺陷在於,取樣太少。在他們所建的進化樹上,隻有7個歐洲和非洲的樣(Sarbecoviruses乙型支係B冠狀病毒),12個亞洲的樣。而且他們的進化樹上,也沒給出枝長(branch length;衡量DNA序列差異的指標)。單看這麽小的一棵樹,英國樣就顯得很重要了,跟亞洲樣(包括薩斯和新冠)看上去很近。給人的錯覺就是,喔啊,他們發現的英國冠狀病毒也很可能會感染人啊。這就是他們論文的重點,可能這也是能在《自然通訊》發表的重要原因。因為這吸引眼球啊。雜誌高興,作者們高興,但讀者被忽悠了。
事實上,如果合理或者盡量全麵取樣,就會發現,歐洲和非洲的冠狀病毒跟薩斯和新冠在親緣關係上距離很遠,在DNA序列上差異非常大。
為啥跟薩斯和新冠在親緣上差異大的冠狀病毒,就不大可能感染人呢?親緣關係由基因序列決定,而基因序列決定了蛋白質的序列,包括病毒的刺突蛋白——感染人類細胞的唯一武器。
進化盲枝與遺傳多樣性
他們論文的結論主要是“英國 乙型支係B冠狀病毒需要進一步的分子適應,才能感染
人類,其人畜共患風險需要更密切的關注(While UK sarbecoviruses would require further molecular adaptations to infect humans, their zoonotic risk warrants closer surveillance)”。這是他們的賣點。
在進化生物學裏有個名詞叫“進化盲枝”或者叫“進化的死胡同”(evolutionary dead end),是由短期內選擇性有利但最終導致譜係多樣化降低的性狀造成的。
如果他們的進化樹有足夠多的取樣,就會發現,歐洲和非洲的乙型支係B冠狀病毒Sarbecoviruses實際上都是進化上的盲枝、死胡同、孤島。那裏的冠狀病毒遺傳多樣性不高,僅存在大約12個有分子上區別的進化枝(lineages)。這些進化枝形成的時間已經很久了,迄今為止還沒在歐洲和非洲的乙型支係B冠狀病毒觀察到活躍的進化(遺傳多樣性),最重要的原因是那裏的相關的蝙蝠的種類不多。而亞洲,特別是中國的乙型支係B冠狀病毒進化活躍,有非常高的多樣性。所以,冠狀病毒的危險區在亞洲。下麵這棵樹取樣也不多,但好一些。
冠狀病毒的進化,除了普通的進化機製(突變、遺傳漂變、基因流和自然選擇)外,基因重組(recombination)也起非常重要的作用。在岩洞的一個蝙蝠身上,可以分離出數種冠狀病毒。這些病毒在分子水平上會發生重組,大大加快進化速度。
所以《自然通訊(Nature Communication)》這篇論文的噱頭,基本上算是忽悠。
其他相關研究/報道
《自然Nature》很會做生意。除了發表《自然通訊(Nature Communication)》那篇論文外,他們在《自然Nature》上做跟進報道。於是有了題目為“Trove of new coronaviruses uncovered in bats — but threat is unclear(在蝙蝠中發現大量新型冠狀病毒——但威脅尚不清楚)”的文章。作者為Ewen Callaway。不外乎科普《自然通訊》那篇論文,再采訪歐美大學中的所謂“專家”,推銷給他們的論文和論文中的發現(英國佬真是善於這種一條龍的忽悠服務)。Callaway這篇文章的關鍵在於“威脅尚不清楚”,讓讀者產生許多遐想。他采訪了美國華盛頓州立大學(Pullman)的分子病毒學家邁克爾·萊特科(Michael Letko),鹽湖城猶他大學的分子進化生物學家泰勒·斯塔爾(Tyler Starr) 。這兩位“專家”口吻類似,呼應《自然通訊》那篇論文的結論,英國的冠狀病毒對人類健康有潛在威脅(可以引起類似於新冠那樣的疫情)。筆者查了他們發表的論文,他們確是病毒學家,但跟生物親緣學相關的進化生物學方麵還是非常欠缺。
Callaway的《自然Nature》那篇報道還提到另一篇bioRxiv上的預印本論文,題目為“英國馬蹄蝠中發現的 乙型支係B冠狀病毒; 序列變異和流行病學(Sarbecoviruses of British Horseshoe Bats; Sequence Variation and Epidemiology)” 。這篇論文稿子倒算中規中矩,但也有類似的問題,雖然他們的結論不像《自然通訊》那篇論文那麽大膽。
生物進化與科學界的噱頭
筆者對那篇《自然通訊》論文的通訊作者Savolainen還有些了解。他跟筆者原來是同行,都做植物親緣、分類和進化。他作為第一作者有兩篇有花植物親緣的論文被廣泛引用,筆者做博士和博士後研究有花植物時,也經常引用他的兩篇論文。他後來轉做病毒。這也說明研究植物和病毒(以及別的生物類群)進化在DNA水平確實相通(哈哈,難怪“一個衣衫襤褸的植物學家”寫了那麽多受歡迎的關於新冠的科普文章!哈哈,難怪“一個衣衫襤褸的植物學家”寫了那麽多受歡迎的關於新冠的科普文章!如果您再懷疑筆者寫的關於病毒進化的文章,就是您傻了。哈哈)。做病毒進化當然比做植物分類與進化更容易生存。也難怪筆者的大學19個同班同學中,隻有4個還在真正做植物學研究。
按說,Savolainen這樣一位植物學家/進化生物學家當然懂得生物親緣學(phylogeny;phylogenetics)中取樣、枝長、支持率在重建進化樹中的重要性。但如果取樣完美了、枝長和支持率都給出了,那他們這篇論文就沒有賣點了。筆者曾經不止一次指出,新冠溯源之所以還沒有結果,最重要的原因是,沒有親緣生物學家(phylogenetist)的參與。而Savolainen是親緣植物學家(plant phylogenetist)出身,卻在有影響的雜誌上發表這樣帶有忽悠性的關於新冠病毒的論文,實在不該。
另一方麵,也說明有的科學家為了發表論文、發表高影響因子的論文,有可能不告訴讀者真相的全部。科學界也有不少人販賣噱頭。而有影響力的雜誌,可能為利益驅使,與所謂的“專家”一道起舞,忽悠讀者。當科學與利益結合起來時,就有人鋌而走險。
Stay critical!
作者簡介:植物學家、進化生物學家,業餘寫些遊記、散文、科普和時評。四川雅安市石棉縣人,蘭州大學學士,中科院成都生物所碩士,德國美因茨(Mainz)大學博士,密蘇裏植物園資深研究員。微信:gonggashan1. email: gonggashan@gmail.com;公眾號:一個衣衫襤褸的植物學家。