議題背景:

2月27日媒體報導的新聞:「武漢肺炎來自美國」的傳言,新聞引用一篇2月21日發布在中國科學院科技論文預印本平臺(ChinaXiv)的研究:「Decoding the evolution and transmissions of the novel pneumonia coronavirus (SARS-CoV-2) using whole genomic data. 」,為尚未經同儕評審的線上可預覽版本。
新聞中,潘懷宗敘述此篇研究結果直指「武漢肺炎病毒起源自美國」,以及「臺灣的病毒H56不是直接從中國而來,是來自於美國或澳洲」。

討論來源:

「武漢肺炎病毒來自美國?」專家意見

引用研究:

Yu, Wen-Bin,Tang, Guang-Da,Zhang, Li,Corlett, Richard T..(2020).Decoding evolution and transmissions of novel pneumonia coronavirus using the whole genomic data.[ChinaXiv:202002.00033]

2020年03月10日
趙黛瑜教授 中興大學微生物暨公衛所
李曜存 新加坡大學微生物學程博班生

首先我們在閱讀一些研究論文中發表的結果,應該要有一個正確的心態,就是科學研究的成果是建立在重複驗證都經得起考驗而得到的結論,尤其這篇文章是未經同儕審查的文章,結論正確與否有待其他人利用其他方法驗證,基本上不需要對這篇文章的結論大做文章。

其次,因為文章是分析網路上公開的序列,其他未經同儕審查的演化分析結果也同樣公開讓大家來檢視,例如英國帝國大學權威實驗室安利捷疾病與應急分析研究所(J-IDEA)所做的分析,公布在網站上[註1] ,或是由一群科學家致力於以視覺化呈現病毒演化分析結果的網站NextStrain.org,又或是由英國愛丁堡大學Dr. Andrew Rambaut帶領、致力於演化分析的開放社群團體virological.org,也隨時更新結果,讓不做類似病毒演化分析的大眾也可以輕易看到結果,並做比較;目前大部分科學家的結論都指向中國武漢是病毒的起源,那現階段就應該採納大部分科學家的共識。

第三,這篇在中國科學院科技論文預印本平臺(ChinaXiv)所發表的文章,與後來在中國的SCI期刊《國家科學評論》(National Science Review)經同儕審查後發表的文章「On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2」都用了類似的方法,即haplotype and network的分析,但後來這篇同儕審查文章的結論並無宣稱「此新型冠狀病毒是源自美國」,於是我們可以確定這篇發表於預印本平臺的文章結論是有問題的。

至於病毒的分群,由於RNA病毒容易變異,可以預期因爲疾病流行而累積不同的突變點,這篇文章用Haplotype來表示這些突變點,有些文章用signature site,並根據演化樹分析中的分支統計支持度來做分型,但基因序列的演化分析還是必須與流行病學調查互相佐證,也就是時序性,不論是這篇文章分ABCD或其他文章分A123, B123等,都必須依照病毒從發病者身上分離定序的結果來做推論,haplotypes的分類並不能指出病毒的演化方向。

而這類親源演化基因序列分析結果,值得研究者謹慎以對的地方有兩點,第一,由於基因序列都是研究者自己上傳,而定序到上傳基因序列結果的過程中,研究者是否小心排除人為定序錯誤(sequencing artefacts),這些定序錯誤可能來自實驗上的錯誤,需要在檢視定序時加以排除。目前大多數分析基因序列的文章都會先排除人為定序錯誤的序列,結果都顯示最早的病毒序列彼此的相似度幾乎是100%,顯示為單一共同祖先所傳播,而之後的突變都來自於人傳人之後產生的變異。

第二,從分析方法來看,median-joining network(MJ)是過度簡化的方法,並沒有考慮許多演化上的變數如核酸替換率(substitution rate)和分離時間,現在這種呈現方式不具方向性,加上病毒具有許多演化上的特性,其演化速率明顯大於其他生物,且不同病毒的演化速率或基因又有極大的差異,此分析方法只是用來表現序列間「表面上的差異」,病毒學家並沒有使用這種分析方法,或以此作為病毒分類及疫情調查的依據,這個分析方法不適合用來判斷生物祖先-後代 (ancestor-descendant)關係。事實上只要簡單查看近期經過同儕審視的文章,就可以知道 MJ 方法不是被病毒學界認可的方法,甚至有文章直接指出,不應該繼續用 MJ 法用來分析種系(phylogeny)[註2] ,以目前所有得到的流行病學資訊都顯示武漢是最早出現新冠病毒的地點,除非出現新證據,我指的新證據是有新的流行病學調查,或檢驗出比第一支武漢病毒株更早的病毒,必須非常小心不能只靠network的分析結果就下結論,HIV當初在找病毒的起源,也要等有最新的檢體,才能得出最早流行的M type是起源於剛果[註3] 。

最後,以最近《國家科學評論》期刊所刊登的這篇文章「On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2」中的結論,認為有兩個亞型(type)的病毒,分別為L及S,由於L及S亞型都同時出現在武漢,以病毒多樣性最高的地方應該就是病毒起源的論點來看,武漢仍是目前全世界公認新型冠狀病毒的起源,至於這兩群病毒,是否如文章所述有一個(即L亞型)更具傳播性,仍待日後用實驗證明,目前文章中的結論仍只是作者推論,所以回到一開始說的,科學研究的成果需要反覆驗證之後才能作最後的結論,千萬不要因為一篇研究論文的發表就下結論。

相關利益聲明:無任何相關利益衝突。

註釋:

[1] https://www.imperial.ac.uk/mrc-global-infectious-disease-analysis/news–wuhan-coronavirus/
[2] Kong, Sungsik, Santiago J. Sánchez‐Pacheco, and Robert W. Murphy. “On the use of median‐joining networks in evolutionary biology.” Cladistics 32.6 (2016): 691-699.
[3] Faria, Nuno R., et al. “The early spread and epidemic ignition of HIV-1 in human populations.” science 346.6205 (2014): 56-61.

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