较真|巴西首例新冠肺炎患者病毒基因出现3处突变，这说明什么？

较真要点：

查证者：李雷丨中国科学院生物学博士

2月28日，巴西公布了第一例新型冠状病毒肺炎患者的病毒基因组序列，从这里我们可以获得哪些信息？

一、巴西这一例病毒的基因组情况

研究人员从巴西第一例新型冠状病毒患者身上提取了病毒样本并进行了基因组测序，然后将序列公开在了公共数据库上。从该病毒的序列信息，我们可以看到这样一些内容。

1.该病毒在进化上属于武汉新型冠状病毒株的分支

研究人员将该病毒序列同已经上传至数据库的来自17个不同国家的127个完整基因组进行了序列比对，其中有29870个碱基可以对齐。接下来是对其进化关系进行梳理，使用的是核苷酸取代模型，也就是大家熟悉的基因突变，结果如下图所示。下图中的红色线条是代表了巴西新型冠状病毒的进化位置。

图注：病毒基因组进化树

将其放大后，我们可以看到的是下面这样子：

图注：巴西新型冠状病毒株的进化分支

在进化关系上，与巴西的新型冠状病毒最接近的是其上方的一组德国上传的新型冠状病毒株，这两者均属于武汉新型冠状病毒株（EPI_ISL_408514_Wuhan|2020-01-01）的进化分支，因此从溯源上，我们可以认为，巴西的病毒株依然是输入型的病毒株。

2.该病毒株上存在3个变异突变

该病毒基因组和武汉公布的病毒基因组相比，存在3处不同，也就是发生了3个突变。而与同它进化关系最近的德国分支（上图巴西病毒株上方的病毒株）相比，其中有2个突变是和德国分支是一样的，但是还有一个变异是不同的。

该变异发生在nsp11编码区（非结构蛋白），导致了一个从胞嘧啶（C）到胸腺嘧啶（T）的核苷酸转换。由于目前新型冠状病毒nsp11区域的作用未明，所以我们尚不确定该核苷酸的改变会造成什么影响。

二、从这些数据中，我们还能够看到什么？

1.病毒依然在不断地变异

新型冠状病毒是一种RNA病毒，它的基因组以单链形式存在，这意味着相比于DNA的双链结构，稳定性要低一些，因此容易发生突变。

事实上，新型冠状病毒目前已经出现了诸多变异株。下图是国家生物信息中心2019新型冠状病毒信息库（2019nCoVR）中统计的目前发现的病毒株突变情况，我们可以看到，大部分病毒株的突变（SNP）集中在0-5个核苷酸。

图注：国家生物信息中心2019新型冠状病毒信息库（2019nCoVR）变异数据统计

因此巴西这一例病毒发生3个变异属于较为常见的情形。

但是由于我们对新型冠状病毒的研究较浅，因此，这些病毒变异到底会引发什么后果，我们尚不明确。基因决定性状，病毒的基因组本身是决定病毒的传染能力和致病能力的根本因素，因此对于这些突变我们也不能掉以轻心，希望后续有更多的研究来跟进。

2.国外的情况很不乐观

我们再回过头来看一下巴西这一例患者，他是巴西首例患者，是一位61岁的老人。根据报道，他在2020年2月9日～21日前往意大利北部的伦巴第旅游，返回巴西后被确诊为新型冠状病毒肺炎患者。因此，从流行病学上推测，他应该是在意大利发生了感染。意大利当前已经是欧洲新型冠状病毒发病人数最高的国家，截止3月3日18时，已有2502人确诊。

图注：部分欧洲国家新型冠状病毒感染者的可视化图，来自GISAID

从其新型冠状病毒进化上分析，显示巴西这一病毒株最接近的是来自于德国(ID EPI_ISL_406861)的病毒株。该病毒株来自德国巴伐利亚州慕尼黑的一个患者身上，在2020年1月28日采样，并在1月31日上传到了数据库GISAID中。

图注：基因组角度巴西病毒株与德国慕尼黑病毒株进化关系更近

然而巴西游客本身出行目的地为伦巴第，并没有前往慕尼黑。伦巴第位于意大利北部，不仅没和慕尼黑接壤，甚至和德国都没有接壤，因此，其传播途径也成为了一个谜。

图注：图中红框标注为意大利伦巴第

我们有理由认为，他在伦巴第旅游时接触到了来自德国慕尼黑的病毒携带者，而这说明，该德国病毒株至少在2月左右已经在意大利存在了。然而，意大利提交的病毒株里并没有该序列。这意味着意大利当前感染人群中的病毒，不仅仅是意大利上传的病毒株，还至少包括来自德国的病毒株，甚至可能还有其他区域的病毒株并没有被检测到。

目前，欧洲提交的基因组数据还是非常的少，可能原因在于他们检测的病毒范围有限。从巴西病人有意大利出行史，而感染的病毒却和德国病毒株接近，可以推测，欧洲目前存在多种病毒株传播。

事实上，根据国家生物信息中心的数据显示，当前全球一共有264个新型冠状病毒株，根据当前的传播情况，我们认为各国在提高检测能力的同时，也应该加强对病毒的全基因组检测，这样我们可以对病毒有更多的了解，从而做出更多的更加精准的应对措施。

图注：国家生物信息中心2019新型冠状病毒信息库（2019nCoVR）病毒序列数据统统计见上

本文编辑：ambergchen

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