重磅!关于新冠病毒起源,22位科学家联名撰写观(2)
适应性转变是一种复杂的适应性进化,理查德?道金斯(Richard Dawkins)的畅销书《盲眼钟表匠》对此进行了有力的论述。1794年,威廉?佩利提出,完美的适应,就像一块精致的手表,它的出现意味着一定有一个钟表匠(造物主)设计并制造了它,是非自然的过程(Paley, 1829)。这种与进化论不符的错误认识,正是道金斯“盲眼钟表匠”论述所抨击的。“盲眼钟表匠”理论认为,进化是一步步逐渐进行的,每一步都会从一堆随机的“修修补补”突变中保留下一些对生物体来说微小、但可以提高适应度的改变,聚沙成塔。这些不起眼的改进最终积累起来,把生物体变成了一个完美的整体(Dawkins, 1996)。
适应性转变的过程应该是SARS-CoV-2起源的核心问题,但遗憾的是,它被有意忽视了。关于SARS-CoV-2的起源,目前有两类流行的观点。第一类是SARS-CoV-2经历了自然起源过程。这类观点认为,一些野生动物在与人类接触时已经携带了可以完全适应人类宿主的SARS-CoV-2。这种通过随机动力来实现完美“预适应”的观点,是威廉?佩利等这些相信存在“造物主”的人所反对的。这类观点的证据是,鉴于2019年12月以来病毒极快的传播速度,SARS-CoV-2似乎在疫情开始时就非常适应人类宿主。第二类观点认为,SARS-CoV-2从某些病毒学实验室(这类观点的拥护者会从他们的立场提出实验室的特征)泄露出来的。泄露出的病毒是经过诱变、遗传重组、基因组重排等种种传统病毒学实验的产物。病毒泄露后意外引发了新冠疫情。这种观点也认为病毒在传播初始就已经是完美的预适应产品。
但目前已有的证据都不支持这种认为病毒进化并没有经过自然选择的预适应观点:
首先,有许多研究采取了“合理设计”的方法,改变了病毒的进化方向,例如逃避免疫反应或改变它们的宿主范围(Bajic et al., 2019; Becker et al., 2008; Menachery et al., 2015)。然而正如一项著名的研究所述(Menachery et al., 2015),这种方法可以把病毒往预期的样子进行改变,但远远不足以引发如此严重的疫情。
其次,以上研究的结果表明,病毒的适应性进化需要通过自然选择来实现。与普通感冒相关的人类冠状病毒(OC43、229E和NL63)的进化史证实了这一观点。这些冠状病毒在全球传播之前已经在人类和野生动物之间相互感染与传播了数百年(Huynh et al., 2012; Normile, 2013)。
第三,小鼠本来不会感染SARS-CoV-2,但在实验室中,已经有研究人员用人工选择的方法成功选择出了能够感染小鼠的SARS-CoV-2毒株(Dinnon et al., 2020; Gu et al., 2020; Leist et al., 2020)。研究结果显示,使SARS-CoV-2变得能够感染小鼠的突变只占所有产生的突变的很小一部分,说明这些突变一定经历过自然选择严苛的筛选。事实上,在2003-2004年非典疫情和之后的COVID-19疫情中,能够广泛传播的新型毒株日益增多(Davies et al., 2021; Korber et al., 2020; Tegally et al., 2020; Voloch et al., 2020),这充分证明了自然选择的力量。
从非进化的视角,有些人会提出这样的异议:不能排除病毒完全预适应人类宿主的可能。这与戈尔德施米特“有希望的怪物”假说类似 (Goldschmidt, 1982)。我们想要指出,即使按照这种已经不被学界所接受的观点,极低概率事件(即“有希望的怪物”)也只可能在漫长的进化时间跨度上以及很大的地理区域内发生。然而,一些人却无科学根据地提出,SARS-CoV-2预适应地进化出近乎完美的状态这种小概率事件,可以在极短时间内发生。
根据我们的推论,在新冠疫情爆发前,病毒在人群中已经经历了某些形式的逐步进化,不然SARS-CoV-2不会有如此强大的适应性。问题在于,如果病毒要在所有这些步骤完后才能产生最终的适应性,那么这个过程是如何完成?“盲眼钟表匠”理论指出,每一步的改良都会带来新的优势,即便这一优势有多么微不足道。为此,有研究提出了SARS-CoV-2的渐进式演化模型 (Ruan et al., 2021)。在此模型中,病毒的PL0(原发地)应当人迹稀少,是动物宿主的栖息地,病毒得以在此处与其动物宿主展开“军备竞赛”。随后,病毒偶然扩散到了没有群体免疫的人群中间。第一个疫情暴发地(即PL1),准确来讲与PL0有所不同,原因是PL1里的人群对此种病毒没有免疫力,说明人群事先并没有接触过这种病毒。1918年的“西班牙流感”,以及艾滋病(AIDS)的流行说明了这种情况的可能性 (Crosby, 2003; Sharp and Hahn, 2011)。
除上述概念性论证外,大量看似无关联的报道也同样指出,可能存在区别于PL1的PL0。近期的一篇报道特别指出,在美国2019年12月采集的样品中检测到了新冠病毒对应的IgG抗体(Althoff et al., 2021)。其他报道也显示出,在2019年早些时候,不同行政地区内出现过零散的COVID-19疑似病例(La Rosa et al., 2021; Randazzo et al., 2020)。虽然很难去证实这些历史记录,考虑到病毒早期侵入的高度随机性,病毒在从PL0成功入侵到PL1之前,应该已经历了多次失败(Ruan et al., 2020; Ruan et al., 2021)。我们已经知道蝙蝠中自然携带着多种冠状病毒,几乎涵盖了整个冠状病毒家族,给病毒溢出事件提供了相当多的机会(Zhou et al., 2021)。
文章来源:《中国病原生物学杂志》 网址: http://www.zgbyswxzz.cn/zonghexinwen/2021/0811/778.html
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