自從新冠肺炎COVID-19暴發(fā)以來，全世界越來越多的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)加入溯源隊(duì)伍，試圖了解引發(fā)這次疫情的新型冠狀病毒如何從動(dòng)物宿主傳染給人類。截至目前，該疫情已造成全球確診患者超過190萬人，累計(jì)死亡超過12萬人。

目前普遍認(rèn)可的是，新冠病毒或來源于蝙蝠，其和中科院武漢病毒所石正麗研究員團(tuán)隊(duì)2013年在中國云南采集的RaTG13樣本的相似性為96.2%。然而，科學(xué)家們?nèi)砸恢痹趯ふ医橛隍鸷褪状螌⑿鹿诓《静《疽肴祟愔g的中間宿主，蛇、穿山甲此前都被納入“疑似名單”。

最新的一份研究將該名單再補(bǔ)充一員——狗。當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月14日，國際權(quán)威期刊《分子生物學(xué)和進(jìn)化》（Molecular Biology and Evolution，其2018/2019影響因子為14.797）雜志在線發(fā)表了一項(xiàng)研究，給出一種全新的推測(cè)：狗或許是將新冠傳染給人類的中間宿主，病毒可能在狗的腸道中進(jìn)化，從而獲得了感染人的能力。

該研究僅有一名作者，也是該論文的通訊作者，為加拿大渥太華大學(xué)生物學(xué)教授夏旭華（Xuhua Xia）。官網(wǎng)介紹顯示，夏旭華實(shí)驗(yàn)室的研究集中在脊椎動(dòng)物線粒體作為具有三個(gè)基本生物過程的簡化生物系統(tǒng)；宿主-寄生蟲在分子水平上的相互作用，特別是通過基因組重組和水平基因轉(zhuǎn)移控制新的病毒和細(xì)菌性病原體起源的機(jī)制；微生物基因組進(jìn)化；可變剪接的起源和進(jìn)化；開發(fā)強(qiáng)大的計(jì)算工具。

夏旭華總結(jié)，他這項(xiàng)研究的結(jié)果為新冠病毒的起源和最初傳播提供了假設(shè)。首先，新冠病毒和蝙蝠來源冠狀病毒RaTG13的祖先感染了一種哺乳動(dòng)物的腸道（例如犬科動(dòng)物或人類食用的蝙蝠肉）。第二,犬類腸病毒RNA基因組對(duì)CpG的強(qiáng)選擇性可能導(dǎo)致病毒的快速進(jìn)化，大量CpG到UpG 的突變導(dǎo)致基因組ICpG和GC%的減少。第三，犬類在交配和其他情況下會(huì)舔舐肛門區(qū)域，幫助病毒從消化系統(tǒng)傳播到呼吸系統(tǒng)。最后，減少的病毒基因組ICpG使病毒逃避人類ZAP介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，成為一種嚴(yán)重的人類病原體。

他強(qiáng)調(diào)，這表明，在與新冠病毒的斗爭中，監(jiān)測(cè)野狗體內(nèi)SARS樣冠狀病毒的重要性。

不過，夏旭華的這份推論目前已引發(fā)了多名學(xué)者公開質(zhì)疑。

抗病毒前哨蛋白：ZAP

包括蝙蝠在內(nèi)的野生哺乳動(dòng)物物種構(gòu)成了冠狀病毒(包括SARS、MERS和致命的新冠病毒)的天然宿主。論文中提到，不同的宿主或宿主組織提供不同的細(xì)胞環(huán)境，特別是不同的抗病毒和RNA修飾活動(dòng)，這些可以改變病毒RNA基因組中觀察到的RNA修飾特征。

其中，鋅指抗病毒蛋白（ZAP）是哺乳動(dòng)物干擾素介導(dǎo)免疫應(yīng)答的關(guān)鍵成分，其RNA結(jié)合域與病毒RNA基因組中的CpG二核苷酸特異性結(jié)合。ZAP可抑制病毒復(fù)制，并介導(dǎo)病毒基因組降解。因此，ZAP的作用就類似于抗病毒前哨蛋白。

ZAP不僅可以對(duì)抗HIV-1這樣的逆轉(zhuǎn)錄病毒，還可以對(duì)抗?？虏《?型和寨卡病毒等，后兩種病毒都是正義單鏈RNA病毒，類似冠狀病毒。特別是，在ZAP缺陷細(xì)胞中，針對(duì)病毒RNA中CpG的選擇消失了。論文中提到，這表明ZAP可能是唯一針對(duì)病毒RNA基因組中CpG的細(xì)胞因子。

實(shí)際上，許多哺乳動(dòng)物RNA病毒已經(jīng)進(jìn)化出CpG缺陷。此前的研究顯示，在ZAP存在的情況下，在這些低CpG病毒基因組中增加CpG二核苷酸始終會(huì)導(dǎo)致病毒復(fù)制和毒力下降。這也促使提出了涉及增加CpG以減弱致病性RNA病毒的疫苗開發(fā)策略。

作者引用了此前的一些認(rèn)為，病毒RNA基因組中CpG的減少與毒性增強(qiáng)之間存在關(guān)聯(lián)。在RNA病毒中，CpG下降與毒力增強(qiáng)之間的聯(lián)系主要是由于干擾素誘導(dǎo)的ZAP蛋白通過其RNA結(jié)合域與病毒RNA基因組中的CpG二核苷酸結(jié)合，抑制病毒復(fù)制，促進(jìn)病毒基因組降解。

基于此，作者提到，病毒病原體中ICpG的減少意味著對(duì)公共衛(wèi)生的威脅增加，但I(xiàn)CpG的增加減少了這種威脅，因?yàn)檫@類病毒病原體，隨著ICpG的增加和毒力的降低，將類似于自然疫苗?！笆聦?shí)上，許多病毒研究人員已經(jīng)提出通過增加病毒RNA基因組中的CpG來開發(fā)疫苗?！?/p>

鑒于ZAP表現(xiàn)出組織特異性表達(dá)，因此感染不同組織的病毒可能具有不同的CpG信號(hào)，“這為識(shí)別病毒宿主組織轉(zhuǎn)換提供了一種方法?！?/p>

新冠病毒及其最接近的RaTG13的ICpG水平在其譜系中最低

在這項(xiàng)研究中，夏旭華檢測(cè)了存入GenBank 中的1252個(gè)β冠狀病毒全長基因組。GenBank是美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）建立的DNA序列數(shù)據(jù)庫，包含了來自所有可獲得的公共來源的DNA序列。

結(jié)果顯示，新冠病毒及其最接近的已知近親RaTG13（中科院武漢病毒所石正麗研究員團(tuán)隊(duì)2013年在中國云南采集）的ICpG水平在其譜系中最低，兩者都是病毒基因組ICpG與GC%的異常值。

作者表示，可以看出，在同一宿主的不同病毒譜系之間，或在同一病毒譜系的不同宿主之間，基因組GC%和ICpG都存在差異。

作者認(rèn)為，最引人注目的是，RaTG13 譜系中的病毒基因組CpG產(chǎn)生了一個(gè)孤立且急劇的下降。在此次疫情暴發(fā)之后，石正麗團(tuán)隊(duì)研究顯示，RaTG13和新冠病毒的序列相似性為96.2%。

作者在論文寫道：不幸的是，RaTG13在2013年沒有被測(cè)序，否則ICpG的下降可能是一個(gè)警告，因?yàn)橛袃蓚€(gè)非常重要的含義。

首先，該病毒可能是在一個(gè)ZAP高表達(dá)的組織中進(jìn)化而來，ZAP高表達(dá)有利于ICpG低的病毒基因組。第二，更重要的是，病毒的存活表明它已經(jīng)成功地避開了ZAP介導(dǎo)的抗病毒防御。“換句話說，這種病毒已經(jīng)變得鬼鬼祟祟，對(duì)人類很危險(xiǎn)?！?/p>

此次檢測(cè)得出，RaTG13基因組的ICpG值為0.40875，遠(yuǎn)低于從菊頭蝠屬蝙蝠物種采集的所有其他β冠狀病毒基因組中觀察到的ICpG值。在不同的病毒譜系基因組ICpG會(huì)有波動(dòng),但只有RaTG13 ICpG被觀察到有一個(gè)非常低的值。

作者提到，這表明RaTG13和新冠病毒的祖先可能在有高表達(dá)ZAP的哺乳動(dòng)物組織中進(jìn)化，從而產(chǎn)生異常低的ICpG。這種哺乳動(dòng)物組織可能不在菊頭蝠體內(nèi)，因?yàn)樵谄渌鸺易逯袥]有發(fā)現(xiàn)ICpG含量較低的情況。

他認(rèn)為，如果能鑒定出ICpG含量相對(duì)較低的病毒，就意味著候選宿主物種的組織細(xì)胞環(huán)境對(duì)病毒基因組中的CpG有很強(qiáng)的選擇性。

犬冠狀病毒：新冠病毒或來源于狗？

截至2020年2月3日，GenBank提供的所有β冠狀病毒中，有1127個(gè)獨(dú)特基因組，其中927個(gè)基因組有明確的宿主名稱。但作者提到，令人驚訝的是，不同自然宿主中沒有可用的β冠狀病毒基因組具有與新冠病毒和RaTG13相近的基因組ICpG和GC%組合。

為了尋找一種有可能選擇ICpG值較低的病毒譜系的哺乳動(dòng)物宿主，作者擴(kuò)展了搜索范圍，將所有完整的α冠狀病毒病毒基因組都納入研究中。其基因組測(cè)試范圍包含了人類經(jīng)常接觸的寵物貓狗，牛、馬、羊和豬等牲畜，還有刺猬、老鼠，也包括長頸鹿和非洲大羚羊等野生動(dòng)物。

搜索范圍擴(kuò)大后，作者發(fā)現(xiàn)，只有來自犬冠狀病毒(CCoVs)的基因組，具有與新冠病毒和RaTG13相似的基因組ICpG和GC%值。犬冠狀病毒在世界范圍內(nèi)導(dǎo)致了犬類的高度傳染性腸道疾病，其中最致命的、入侵多個(gè)犬類器官的泛嗜熱病毒CCoV基因組，屬于觀察到的ICpG值最低的一個(gè)分支。

作者認(rèn)為需要強(qiáng)調(diào)的是，犬科動(dòng)物，像駱駝一樣，也有冠狀病毒感染它們的呼吸系統(tǒng)。CRCoV有兩個(gè)基因組序列，它們的基因組ICpG值分別為0.4756和0.4684，顯著高于感染消化系統(tǒng)的CCoVs(圖3A)。因此，與感染駱駝的冠狀病毒相似，感染犬消化系統(tǒng)的CCoVs的ICpG含量遠(yuǎn)低于感染犬呼吸系統(tǒng)的CRCoVs。

目前的研究認(rèn)為，新冠病毒進(jìn)入細(xì)胞的細(xì)胞受體是ACE2(血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2)。ACE2在人類消化系統(tǒng)中廣泛表達(dá)，在小腸和十二指腸中表達(dá)水平最高，在肺中表達(dá)相對(duì)較低。這表明哺乳動(dòng)物的消化系統(tǒng)很可能被冠狀病毒感染。

作者認(rèn)為，最近的一份報(bào)告進(jìn)一步證實(shí)了這一解釋，即大部分COVID-19患者也有消化不適。

作者在論文中總結(jié)道，這些觀察結(jié)果為新冠病毒的起源和最初傳播提供了假設(shè)。首先，新冠病毒和蝙蝠來源冠狀病毒RaTG13的祖先感染了一種哺乳動(dòng)物的腸道（例如犬科動(dòng)物或人類食用的蝙蝠肉）。第二,犬類腸病毒RNA基因組對(duì)CpG的強(qiáng)選擇性可能導(dǎo)致病毒的快速進(jìn)化，大量CpG到UpG 的突變導(dǎo)致基因組ICpG和GC%的減少。第三，犬類在交配和其他情況下會(huì)舔舐肛門區(qū)域，幫助病毒從消化系統(tǒng)傳播到呼吸系統(tǒng)。最后，減少的病毒基因組ICpG使病毒逃避人類ZAP介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，成為一種嚴(yán)重的人類病原體。

他強(qiáng)調(diào)，這表明，在與新冠病毒的斗爭中，監(jiān)測(cè)野狗體內(nèi)SARS樣冠狀病毒的重要性。

學(xué)界質(zhì)疑

然而，該論文雖經(jīng)過同行評(píng)議正式刊發(fā)，但卻引來諸多質(zhì)疑。質(zhì)疑聲普遍認(rèn)為，這僅僅是一種假設(shè)，基于對(duì)各種冠狀病毒基因組的計(jì)算機(jī)分析，一種尚未被任何既定事實(shí)證明的理論。英國劍橋大學(xué)獸醫(yī)學(xué)系主任James Wood教授說，“我不認(rèn)為任何狗主人會(huì)因?yàn)檫@項(xiàng)研究而感到擔(dān)憂。”他認(rèn)為，沒有在這篇論文中看到任何支持這一假設(shè)的東西，“有太多的推論和太少的直接數(shù)據(jù)?！?/p>

美國范德比爾特大學(xué)醫(yī)學(xué)院的預(yù)防醫(yī)學(xué)和傳染病教授、傳染病專家William Schaffner不禁提問，“我們是應(yīng)該擔(dān)心從我們的狗身上感染病毒，還是應(yīng)該擔(dān)心把病毒傳染給我們的狗？”他認(rèn)為，這兩個(gè)問題的答案都是否定的。

“這項(xiàng)研究是在沒有任何新數(shù)據(jù)的情況下對(duì)舊數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。”得克薩斯農(nóng)工大學(xué)生物科學(xué)系主任Ben Neuman補(bǔ)充說，這項(xiàng)研究與之前一篇錯(cuò)誤地將蛇認(rèn)為是新冠病毒起源的論文有相似之處，“需要一些新的數(shù)據(jù)來最終解開新冠病毒的起源之謎，貓或狗是新冠病毒的中間宿主的結(jié)論是高度推測(cè)性的，不應(yīng)該作為事實(shí)提出?！?/p>

同樣，來自美國舊金山州立大學(xué)生態(tài)學(xué)和進(jìn)化學(xué)專家Pleuni Pennings也認(rèn)為夏旭華這篇論文中的一些數(shù)據(jù)和結(jié)論并不能成立。Pennings的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)檢測(cè)了許多病毒的CpG水平，她認(rèn)為這項(xiàng)研究的邏輯有弱點(diǎn)。

Pennings于2018年發(fā)表在PLOS Genetics雜志上的一項(xiàng)研究中調(diào)查了HIV病毒的CpG水平，并研究了這種病原體在人體內(nèi)的進(jìn)化過程。她也領(lǐng)導(dǎo)了類似的研究，研究其他幾種病毒，包括登革熱病毒、流感病毒、乙型和丙型肝炎病毒，了解這些病毒通過突變失去或獲得CpG位點(diǎn)的頻率。

Pennings說，產(chǎn)生CpG突變對(duì)病毒來說可能代價(jià)高昂，因?yàn)樗鼈儠?huì)提醒身體受到感染，所以隨著時(shí)間的推移，進(jìn)化力量會(huì)使它們最小化?！坝性S多病毒的CpG值低于新冠病毒，”她說，“當(dāng)你觀察所有的病毒時(shí)，CpG值一點(diǎn)也不奇怪?！?/p>

她補(bǔ)充說，夏旭華的這項(xiàng)研究確實(shí)發(fā)現(xiàn)了新冠病毒比其他動(dòng)物傳播的冠狀病毒含有更少的CpG位點(diǎn)，并且假設(shè)這一發(fā)現(xiàn)是正確的，那么這就提出了為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況的問題。Pennings說，即使有進(jìn)化上的原因可以解釋為什么新冠病毒失去了CpG位點(diǎn)，進(jìn)化上的原因也不能使這種病毒在感染人類方面具有特殊優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)夏旭華在論文中指出，“研究顯示出病毒RNA基因組中CpG的減少與毒性增強(qiáng)之間的聯(lián)系”，這意味著低CpG病毒似乎與更嚴(yán)重的感染有關(guān)。然而，Pennings提醒，CpG位點(diǎn)數(shù)量少的病毒一定更致命。她舉例說，BK病毒含有很少的CpG位點(diǎn)，大約60%到80%的成年人的腎臟中都有這種病毒，但通常只會(huì)在免疫抑制的人身上引發(fā)癥狀。

另外還有值得注意的是，目前已有的一些研究也似乎并不支持狗在這場(chǎng)疫情中發(fā)揮重要作用。此前的當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月8日，頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）在線發(fā)表了中國科學(xué)院院士、中國農(nóng)科院哈爾濱獸醫(yī)研究所動(dòng)物流感基礎(chǔ)與防控研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家陳化蘭，以及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所所長、國家動(dòng)物疫病防控高級(jí)別生物安全實(shí)驗(yàn)室主任步志高等人的一項(xiàng)研究，他們通過在P4（生物安全等級(jí)四級(jí)）實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的一系列新冠病毒感染試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新冠病毒在狗、豬、雞和鴨子身上復(fù)制效果不佳，但在雪貂和貓身上卻很有效。他們還發(fā)現(xiàn)病毒可以通過呼吸道飛沫在貓之間傳播。

實(shí)際上，新冠疫情以來，從事病毒溯源工作的一些實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)陸續(xù)將蛇、穿山甲、貓等動(dòng)物納入了新冠病毒的疑似中間宿主名單。然而，截至目前，仍然沒有一種令人信服的結(jié)論得出。