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一女子体内发现18种变异新冠病毒,究竟是真是假?

近日,俄罗斯学者们在一位免疫力低下的女子体内发现了 18 种变异新冠病毒,部分变种与英国出现的新型变异病毒相同,还有 2 种同丹麦水貂所携带的变异新冠病毒相吻合。

据俄罗斯《消息报》12 日报道,这位女子 47 岁,患有淋巴瘤。2020 年 4 月,该女子在一次化疗中感染新冠病毒。此后,她定期进行核酸检测,在 9 月 9 日之前,检测结果一直为阳性。

最近看到这则新闻,感到很震惊。

一个人是如何感染上这么多变异病毒毒株的?是病毒在体内变异了?还是重复感染?这么多不同的毒株能在体内共存吗?


可能是新闻的表述出了问题?各位相关专业的嘉宾是怎样看待这则消息的呢?


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@吴思涵,药理学博士,路德维希(Ludwig)癌症研究所博士后。


就想搞个大新闻警告,我查到原始论文了。


原文讲的是,在这个患者身上,发现了新冠病毒产生了 18 个新的突变,而不是说,产生了 18 种变异的病毒,这差得老远呢。


意思就是说,在几千个碱基里面,有 18 个位点发生变化了,而不是说,这 18 个变化都是独立存在的。



@李雷老师,中国科学院生物学博士,高校科研人员。科普爱好者,今日头条、百度、腾讯多平台科普专栏签约作者。


看到这条骇人听闻的新闻,太让我吃惊了。因为出现这么多种变异共存的可能性简直就是个奇迹,我当时觉得我宁可相信,她是被反复感染了。

但是本着一贯的求证精神以及反复被中文媒体忽悠的教训,还是寻找了下原文,结果发现,又一次被中文翻译给忽悠了。

正文提到的是:
independent gain of 18 new mutations over more than 4 months of the disease. These include the S:Y453F and Δ69-70HV mutations

真正的意思是:该女子体内的病毒在 4 个月内,独立获得了 18 个新的变异。其实这样就容易理解多了,也正常多了。

这种情况,大概率是进化中常见的两个因素叠加:选择压力放松和正选择。

在开始前,我们先简单的说一个基本的事实,那就是,无论是病毒还是其他生物,会一直发生变异。

这里面的变异可能是由于外界的刺激,比如物理因素如紫外线照射、化学因素如各种致癌物或者生物因素等。


而更常见的因素是因为细胞在复制过程中的随机错误,基因复制并非百分之百精确地,会随机出现错误。


当然,为了应对这些问题,机体也会有一系列修复机制来修复这些错误,但是这些修复并非百分之百的精确,最终结果就是随着复制的进行,变异越来越多。


所以,哪怕是同卵双胞胎,其基因也并非完全一致。

这一道理,在病毒中也存在,病毒也是在不断复制,而且由于病毒本身的修复机制更弱,所以积累突变更容易。


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因此,在新冠病毒疫情初期,也就是 2020 年 1 月初的时候,新冠病毒都已经有了 13 个变异了。

进化论告诉我们,变异是原料,选择才是决定进化的结果。

病毒的变异并非可以全部保留下来,还要靠选择。

有的变异影响了病毒的生存,那么就会被选择给抛弃,而那些能够让病毒更好存活的,于是就更有可能被固定下来。

但是选择可不是一成不变的,也会随着很多因素变化。选择压力放松,通俗地说,就是选择压力降低了。

打个比方,本来你们班一个学期只有一个优秀名额,所以大家都在竞争,努力学习、参加活动还要搞好关系,内卷啊。


然而无论如何,只能有 1 个人拿到优秀。然后忽然间说,你们班优秀名额是人人都有,一下子就变成了大家都可以拿优秀了。

选择压力放松可以让更多的变异都能够存留下来。其实到了这里,我们就可以解释文中出现的问题了。

首先,基因变异是大概率随机的。所以这个女的体内的病毒也会随机变异。

而且,由于她本身罹患疾病,可能机体的免疫也较弱,这种情况下,其实就是符合选择压力放松的情况了。结果就是大家的变异都能留下来。

这一点可以解释她体内出现 18 个变异的缘故。


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那么,为什么她体内会出现新闻里提到的英国出现的新型变异病毒、还有 2 种同丹麦水貂所携带的变异呢?

这就要说到另外一个概念:正选择。

正选择,通俗的理解就是这个变异可以让个体存活能力或者留下后代相对更容易的变异。

这个女的体内巧合的出现了 S:Y453F and Δ69-70HV 变异,说明这两个变异是病毒的优势变异。

换句话,这两个变异可以让病毒更好地扩散和传播,因此在进化选择的时候更容易被固定下来。


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到此,我们基本上破解了这个问题了,那就是:这个俄罗斯女子体内独立出现 18 种变异,一方面是由于她本身体内选择压力较低,导致更多的变异可以被积累下来。


而另一方面,由于某些变异本身具有进化上的优势,所以被固定下来了


@Vigorous Cooler,病原生物学博士。


首先需要引入一个病毒学的概念——准种(quasispecies)。


这个概念在 HCV 丙型肝炎病毒感染比较突出,HCV 感染的特点就是慢性化几率非常高。


而 HCV 是 RNA 病毒,基因组并不整合至宿主染色体,所以怎么保证病毒长期存在而不被宿主免疫系统清除干净?


HCV 的策略是——“不停地换马甲”,这样的话 HCV 就在宿主免疫系统的压力下出现了很多变体(mutant)。


但是这些变体又不是产生了一个新的“种”,但是不同的病毒株之间的序列又不一致,这就是在病毒学上的“准种”概念的主要内涵。


这种情况在病毒长期感染的患者上是经常出现的,对于一般急性感染的病毒是没有这种情况的,病毒一过性感染,被宿主清除,结束(gameover)。


但是在免疫系统不强的人群中,就可能会发生,本来应该急性感染的病毒长期存在,导致病毒在宿主免疫压力下不同的突变株被筛选出来,就可能会出现俄罗斯女子的这种情况。


目前没有原文对比,不过,病毒学上这种情况是可能存在的。

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