目前，與新冠病毒基因組序列最相似是從菊頭蝠分離得到的RaTG13，其與新冠病毒的進化分歧大約發(fā)生在50年前。此后，直到疫情暴發(fā)前，新冠病毒已經(jīng)積累了500多個突變。

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所錢文峰研究組提出一種新的溯源策略——通過鑒定新冠病毒這500多個突變的頻譜特征推測新冠病毒的歷史宿主。作者首先確認了這一策略運用所需要滿足的三個前提假設(shè)：第一，細胞環(huán)境在不同宿主之間存在差異，會在其攜帶的病毒基因組上產(chǎn)生宿主特異性的突變；第二，病毒基因組的新生突變主要是由宿主細胞內(nèi)環(huán)境造成的；第三，病毒在進化中積累的突變特征主要是由新生突變決定的。

　　作者們在建立了該策略的理論基礎(chǔ)后，構(gòu)建了非典病毒、中東呼吸綜合征病毒、新冠病毒以及與其相關(guān)的16種冠狀病毒的進化樹。這些病毒是前人從人、蝙蝠、駱駝、果子貍、穿山甲和刺猬等不同物種中分離得到并測序的。作者們鑒定了病毒進化歷史上不同時期積累的突變，發(fā)現(xiàn)來源于不同宿主的病毒帶有不同的突變特征。宿主物種的差異越小，病毒的突變特征越相似。這一結(jié)果進一步確認了根據(jù)突變特征推測歷史宿主這一計算生物學(xué)策略的可行性。

　　為了推測新冠病毒的進化歷史，作者們對新冠病毒在這段時間產(chǎn)生的突變特征開展了主成分分析，發(fā)現(xiàn)新冠病毒在疫情暴發(fā)前積累的突變特征與野生蝙蝠（尤其是菊頭蝠）細胞環(huán)境高度相符，這為新冠病毒的自然起源提供了公開透明和實證性的數(shù)據(jù)支持。

　　上述研究結(jié)果于2021年8月30日在線發(fā)表于The Innovation雜志（DOI:10.1016/j.xinn.2021.100159）。博士研究生單科家與魏昌碩為該論文共同第一作者，郇慶副研究員與錢文峰研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委的資助。

圖：通過新冠病毒的突變頻譜特征推測新冠病毒的歷史宿主。

（A）非典病毒、中東呼吸綜合征病毒、新冠病毒以及與其相關(guān)的16種冠狀病毒的進化樹，紅色的B0枝是我們推測宿主的對象；（B）不同宿主中病毒進化的典型突變頻譜特征；（C）主成分分析顯示病毒突變頻譜特征的聚類。