第一个感染新型冠状病毒的人追溯


图一

第一个感染新型冠状病毒的人追溯

自《柳叶刀》124日发表金银潭医院黄朝林副院长和第一批专家组署名的新冠病人的流行病特征后(1),外界在武汉23日封城后首次获得了武汉疫情早期发病的可靠数据。这篇文章披露了202012日之前,共有41例新冠病毒的住院病人,其中13例病人的发病与武汉华南海鲜市场无接触史,而且最早出现症状的4位病人中,有3位与华南海鲜市场没有任何关联。

图二:

第一个感染新型冠状病毒的人追溯

这样的一个事实表明华南海鲜市场可能不是零号病人的发源地,可能存在另一个首发疫源地,而在这个发源地,第一位感染者,又称为零号病人,完成了新冠病毒从中间宿主传至人体的生物感染过程。之后这位零号可能接触了华南市场的人员,并且在此地,病毒发生了变异,传染力明显增强,由此造成新冠病毒在华南海鲜市场内和市场之外的迅速蔓延。
反对这一观点的依据是,国家卫健委第一批专家组,在1231日来汉后,当天在华南海鲜市场进行了现场采样,因为第二天华南海鲜市场实施了紧急封闭。从获取的585 份野生动物标本中,发现33个标本呈现新冠病毒核酸阳性(2)。这个数据表明华南海鲜市场在1231日之前,市场上销售的野生动物中已经有较大范围的新冠病毒污染。
那么不禁要问华南海鲜市场最早出现的新冠病毒是在什么时间发生的上述585份标本应该记录了进货的时间。进一步询问库存标本的时间,可以为我们解决这个答案。
另外一个显眼的问题是武汉其他野生动物市场是否也存在着新冠病毒污染的阳性标本?武汉公共卫生部门是否在同时期也对其他市场的标本进行了检查,因此我们也期待着武汉公共卫生部门提供这一方面的检测结果。
支持华南海鲜市场为独立发源地的证据是市场中野生动物中广泛存在的新冠病毒,这种病毒随时可以接触人体。它不需要外来感染者,本身就可以产生零号感染者。来自湖北省中西医结合医院呼吸科主任张继先医生的前几个病例,可以解释这一现象。她的第一位病人是在华南海鲜市场附近的居民,丈夫有机会接触野生动物。这位丈夫在1226日首先发病。注意他本身就可以是华南海鲜市场的零号病人,当然也可以从其他更早的感染者里得到传染。他的妻子和儿子并无海鲜市场接触史,但是随后却相继发病,这一家三口成为张继先医生的最早怀疑的7个病人中的三员。
在更早的时间,新冠病人可以追溯到武汉市中心医院,急诊部主任艾芬医生接治了一位病人。这是一位65岁的男性病人,是华南海鲜市场的送货员,1218日以咳嗽发烧肺炎进院诊疗,追问病史得知起病时间是1215日,此病例是《柳叶刀》文章中第5位病人,他可能是华南海鲜市场第二个病人,最早的(超级)传染者,在他身上可能发生了病毒株变异。他有两个特点,其一从出现症状到入院治疗,他有4天以上的时间在海鲜市场内外活动,如果加上潜伏期,他有可能在128日之前被感染,有更多的时间接触华南海鲜市场的人群。其二,他是海鲜市场的送货员,他有可能在外源地接触病原体,而且他可以在拥挤的海鲜市场里与多滩位和普通人群发生频繁的接触。
目前我们仍然沒有弄清前4位病人的接触史,也没有发现这4位病人的病毒基因组特点,这为我们找到零号病人提出了挑战。但是巜柳叶刀》文章指出,这几个病人是在1216日及之后入院治疗的,他们都有库存的医疗档案。
美国乔治城大学传染病专家陆赛(Danial Lacey)教授1月底指出,第一例感染的人应该发生在11月份,或更早的时间。如果是这样,那么在武汉华南海鲜市场出现的聚集性感染之前,新冠病毒巳经在武汉地区偷偷地暗地里扩散。先后的顺序应该是病毒从外源地先进入海鲜巿场,然后再从海鲜市场向外扩散(3)
斯克里普斯研究所安德森教授(Kristian Anderson)分析了新冠病毒的起源,她认为121日的首例病人是十分诱人的冰山一角。她分析了125日网上27例新冠病毒的基因组学,发现可能存在一个不太遥远的共同祖先病毒,这个时间可能发生在101日。
《柳叶刀》文章的通讯作者曹彬教授,1月底曾经通过电邮回答安德森教授的质疑,"从目前来看,华南海鲜市场可能不是新冠病毒的唯一发源地,坦率地说,我们不能肯定病毒从何处而来"(3)
以上是从传统流行病学调查得到的信息。
近日中国科学院西双版纳热带植物园的郁文彬副研究员,联合华南农业大学和北京脑科中心的科研人员,在中国科学院科技论文预发布平台ChinaXiv上发表了重要研究论文(4)。
与安德森教授的方法一样,郁文彬团队分析了更多的病毒基因组变化,他们收集了世界各地科学家共享数据库中的93个新型冠状病毒样本,分析发现在8个密码编辑区域里有120硷基变异。因此他们将这些新冠病毒分成58种单倍型,可以简单地理解为是58个不同的新冠病毒变异株。即使这样他们也认为新冠病毒与SARS病毒和MERS病毒相比,变异性还是低一点。
接着郁文彬团队从病毒的基因组学的变异过程来判断最早新冠病毒的发源地,这就象遗传学家谱分析一样,找出目前新冠病毒的老祖宗,即零号病人身上的那个原始病毒。
大家看看下面这个图表:图三:

58个新冠病毒的单倍型(编号为H1-H58)被分成了ABCDE五个组。他们的关系是,A组最古老,可以说是新冠病毒的祖先,然后越往后分,辈份越低。
A,B,C 三组中有4个特别重要的核心病毒,即A组中的H13,B组中的H3(4色)和H38 (粉红色),还有C组中的H1(最大的那个多色圆饼)。
如此你就很容易发现两条家谱进化路线:H13→H3→H1,以及H38→H3→H1。
我们可以简单地认为这两条线就是祖孙三代之间的关系。H13H38最古老,H3居中,H1最年轻。研究人员也认为,通过系统发育网络,基本可以认为H13和H38是新冠病毒的祖先单倍型。
不过研究人员也不排除还存在其他古老的单倍型,因为最早的感染者和12月上旬那4例的数据,不包括在本研究之内。这就是为什么前4例病人的接触史和病人样品是非常非常重要的原因。
这篇文章的重点在于来自华南海鲜市场的新冠病毒都是H1及其后代(H1周围那一圈),没有出现H13和H38;甚至整个武汉的样本中只出现了一例H3,而且与华南海鲜市场没有关系,这也佐证了第一例华南海鲜市场患者身上发生了最重要的病毒基因突变,产生了H1单倍型,从而明显地增强了病毒的传染力,导致武汉新冠肺炎主体为H1及其亚型。
那么更古老的爷辈的H13H38是从哪里的患者体内分离的呢?
H13出现在了5个深圳患者体内,他们也是广东首批确诊感染者。而H38则来自美国首例确诊患者。他们的旅行记录表明,他们在201912月底至20201月初疫情爆发期间都到过武汉,但没有华南海鲜市场暴露史。
这说明,深圳那5H13感染者和美国的H38感染者身上的病毒,也有可能是通过H3 转向H13 和H38, 这一观点尚待进一步证实。
MERS病毒的病源体追踪史来看,有些经验值得我们借鉴。20126月,在沙特的一个病人体内发现了MERS冠状病毒,之后追溯发现在20124月,约旦的一所医院发生了一起不明原因的肺炎。进一步检测该院库存病人的标本发现,两位肺炎死亡的病人标本中含有MERS冠状病毒。这种回顾性病原体研究对于发现新型传染性疾病的疫源地十分重要,同时也提示保存病人的生物标本以及可疑的动物标本,是研究病毒发源地十分重要的一环。
一般来说,零号病人出现之后,在没有釆取任何干预措施之前,被感染的人数呈指数增长。如果每天被感染人数比前一天增加一倍,零号病人出现10天后,估计会有1024 人被感染,而零号病人出现14天之后被感染的总人数可以达到16384。那么武汉在1月1日之前到底有多少感染者? 反过来可以推算出H1变异株岀现的日期。
当然受各种因素的影响,感染的估值人数与实际人数会有一定的差别,但是由此可以看到对传染病的控制,提前一天的预警与控制都会有明显的不同结果。
参考文献: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

作者简介:美国大型药企资深硏究员。早年毕业于蚌埠医学院,同济医科大学硕士研究生,在武汉协和医院从事临床医学8年。之后在美国新泽西罗格斯大学从事药物代谢与毒理的博士后研究。96年起先后在大型药物研究公司赛诺菲,先灵保雅,默沙东从事新型药物的研发。
作者的观点不代表雇主及公众号的立场和观点。


简介:主人有点忙,还没来得及写简介~
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