文章来源:中国科学杂志社
文章运用“盲眼钟表匠”理论有力论证了为何新冠病毒只可能来源于自然,而不可能人为制造。
7月16日,由21位中国科学家和1位在中国工作的英国学者联名撰写的关于新型冠状病毒起源的观点文章“On the origin of 新冠病毒—The blind watchmaker argument”在线发表于SCIENCE CHINA Life Sciences(《中国科学:生命科学》英文版)。 文章运用“盲眼钟表匠”理论有力论证了为何新冠病毒只可能来源于自然,而不可能人为制造。
近期,无论是学术界还是非学术界,均有很多关于继续调查新冠病毒的起源的呼声,例如,近期《科学》杂志就曾对此发出过一篇简报(Bloom et al., 2021)。本文旨在严格基于科学原则,对新冠病毒的生物学起源做出评述,不针对任何特定的非科学视角的观点。
基于所谓非预期的基因组特征,有一些学者提出新冠病毒不可能在自然界中进化出来(Sallard et al., 2021; Segreto and Deigin, 2020)。
然而新冠病毒基因组进化到其目前的状态,实际上并不违背已知的自然规律,关于新冠病毒非自然起源的说法毫无实际意义。除非能找到带有明显人工设计特征的毒株(如目前追踪细胞谱系时常用的条形码),否则当务之急和更有成效的做法,应该是专注于探究与新冠病毒起源有关的自然过程。
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,小鼠本来不会感染新冠病毒,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新冠病毒毒株(Dinnon et al., 2020; Gu et al., 2020; Leist et al., 2020)。研究结果显示,使新冠病毒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。
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)。
起源问题的研究需要理论先于实验,这一点与很多其他生物学研究不同。研究人员进行实证调查时,需要先知道所搜寻的目标是什么,就像警察需要知道抢劫银行的嫌疑犯的长相。即便理论模型是正确的,都有可能找不到目标;错误的理论(就COVID-19而言,则是空白模型)就更会将追踪引入歧途。
从Ruan等发表的理论推演中可以看出(Ruan et al., 2020; Ruan et al., 2021),人和动物频繁出入流动的大型城市中的海鲜市场,不可能提供PL0需要的、逐步实现病毒演化的稳定环境。虽然这只是一种可能的情况,但每个要求对病毒起源进行调查的人,应该像Ruan等的研究一样,明确“起源”的确切所指。
由于过去的20年里,已经发生了3次冠状病毒大流行,所以研究新冠病毒的起源很重要。假如下个10年里再出现一次这样的疫情,那么对冠状病毒起源以及其起源后传播情况 (Ruan et al., 2020; Ruan et al., 2021)进行科学解析,是人类做好准备、并防患于未然的最佳之路。