Cell | 揭示病毒适应跨物种传播并非总是需要“预演”

在过去的几十年里，人类目睹了从埃博拉到猴痘等多次改变世界的病毒爆发。科学界长期存在一个核心争议：一种病毒从野生动物跃迁到人类，究竟是需要经历漫长的“适应性训练”，还是某些病毒生来就具备了在大流行中“即插即用”的能力？2026 年 4 月，顶级学术期刊 《Cell》 发表了一项由 Jennifer L. Havens 及其团队完成的里程碑式研究 。通过对病毒基因组自然选择动态的深入剖析，研究者们发现：病毒适应并不是新型人畜共患病毒爆发的必然先兆。

长期以来，传统的流行病学框架认为，动物病毒必须在宿主库、中间宿主或最初的人际“口吃式”传播中，通过定向自然选择演化出感染人类细胞并持续传播的能力 。这种观点认为，病毒需要一套特定的“装备”才能突破物种屏障。然而，Havens 等人的研究给出了截然不同的答案 。通过对埃博拉病毒、马尔堡病毒、mpox（猴痘）病毒以及 SARS-CoV-2 的分析，研究发现这些病毒在进入人类群体之前的演化主干上，其选择强度与在原始动物宿主中几乎完全一致 。

为了追踪病毒在爆发前的“秘密足迹”，研究人员利用了一个名为 RELAX 的系统发育框架 。该框架通过计算非同义替代率（dN）与同义替代率（dS）的比率 \omega 来衡量选择压力 。其中，\omega < 1 指向纯化选择，意味着病毒在去除有害变异；而 \omega > 1指向正向多样化选择 。研究团队引入了一个关键参数 K（选择强度），当 K < 1 时代表选择放松，当K > 1时代表选择强化 。研究发现，在大多数自然爆发的病毒中，直到它们在人类中首次显现，其基因组受到的选择信号与在原始动物宿主（如蝙蝠或猪）中几乎没有区别 。

研究重点分析了 2009 年 H1N1 流感大流行、西非埃博拉疫情和 SARS-CoV-2 。结果显示，在这些病毒从动物传播给人类的关键“主干”进化分支上，并没有检测到显著的选择强度改变 。以 SARS-CoV-2 为例，在其进入人类之前的 15 个非重组区域中，均未发现选择强化或放松的证据 。这表明，人类面临的许多病毒可能已经在自然宿主中进化成了“通用型”病原体，无需额外的预演就能直接在人类间引发大流行 。

虽然大多数病毒没有“预演”，但研究中出现了一个显著的例外：研究发现，当 SARS-CoV 在中间宿主中传播时，其选择强度发生了显著的放松（K = 0.65, p < 0.01） 。这种信号反映了病毒在适应新宿主过程中经历的演化波动。相比之下，SARS-CoV-2 的起源中并未检测到类似的长期中间宿主选择信号 。这意味着，如果 SARS-CoV-2 确实经过了某种中间宿主，其停留时间必定非常短暂，以至于没有在基因组中留下可检测的选择“指纹” 。

该项研究最引人注目的发现之一是对1977 年 H1N1 流感重新出现的溯源 。通过对比，研究人员建立了一套识别“人工轨迹”的标准：在实验室环境或疫苗减毒过程中，由于脱离了复杂的自然免疫压力，病毒的选择压力通常会剧烈放松 。分析显示，1977 年重现的 H1N1 流感在爆发前的演化动态与 实验室传代 的特征高度吻合（K = 0.71, p = 0.043） 。这一发现为该病毒源于疫苗试验相关的实验室逃逸这一假说提供了强有力的分子生物学证据 。

为了验证模型的可靠性，研究人员还测试了麻疹和腮腺炎疫苗株、人工传代的冠状病毒以及专门针对雪貂传播进行人工选择的H5N1 病毒。在所有实验室干预的案例中，RELAX 框架均成功捕捉到了显著的选择强度改变 。这证明了该工具在区分自然起源与人工起源方面的强大威力 。然而，这项研究也向公共卫生发出了警示：既然许多大流行病毒在跳跃前不需要适应性演化，那么传统的“监控变异预测大流行”可能存在盲区 。

这项发表在《Cell》上的深度研究揭示了一个冷酷的现实：大流行的发生往往并非因为病毒“变强了”，而是因为我们与已经“准备就绪”的病毒接触了 。人类频繁暴露于各种动物病毒中，而最终导致爆发的，往往是那些恰好具备跨物种传播能力的病毒 。利用多区域 RELAX 框架，我们现在可以更快地评估新型病毒的起源背景 。未来，与其守株待兔式地等待病毒突变，不如将重点转向加强对人畜界面的物理隔离与监测，从源头切断这些“即插即用”病毒的入侵路径 。