新的基因分析方法揭示了 40 种以前未知的病毒，显示了这些病毒之间的基因交换是如何导致其行为发生重大变化并增加其对人类健康的威胁的。这一突破为预测和预防未来的病毒爆发提供了可能。

它们突然出现，就像SARS-CoV-2冠状病毒一样，会引发大规模流行病：这些病毒从未引起人们的注意。它们其实并不新鲜，但在基因上已经发生了变化。一个国际研究小组的最新基因分析表明，不同病毒物种之间的遗传物质交换可以产生新的病原体，其特征发生了显著变化，并可能更具威胁性。这项大规模研究由德国癌症研究中心（DKFZ）的病毒学家领导。

DKFZ研究小组组长斯特凡-塞茨（Stefan Seitz）报告说："利用新的计算机辅助分析方法，我们在从鱼类到啮齿类动物的各种脊椎动物中发现了40种以前未知的网巢病毒目（又称成套病毒目、套式病毒目），其中包括13种冠状病毒。在高性能计算机的帮助下，研究小组（包括来自汉诺威亥姆霍兹感染研究中心的克里斯-劳伯工作小组）筛选了近30万个数据集。"

病毒学家塞茨认为，我们现在可以一次性分析如此大量的数据，这为我们开辟了全新的视角。

病毒研究仍处于相对初级阶段。人们只知道自然界中所有病毒的一小部分，尤其是那些会导致人类、家畜和农作物生病的病毒。因此，这种新方法有望使人们对自然界病毒库的了解实现质的飞跃。塞茨和他的同事们带着新的问题，通过他们的高性能计算机发送了存储在科学数据库中的脊椎动物基因数据。他们寻找受病毒感染的动物，以便大规模获取和研究病毒基因材料。研究的重点是所谓的网巢病毒，其中包括冠状病毒家族。

网巢病毒的遗传物质是RNA（核糖核酸），广泛存在于脊椎动物中。这一物种丰富的病毒群具有一些共同特征，这些特征将它们与所有其他 RNA 病毒区分开来，并证明了它们之间的关系。然而，在其他方面，网巢病毒彼此间也有很大的不同，比如基因组的大小。

在新病毒的出现方面，有一项发现尤其令人感兴趣：在同时感染不同病毒的宿主动物体内，病毒基因会在病毒复制过程中发生重组。斯特凡-塞茨（Stefan Seitz）说："显然，我们在鱼类身上发现的网巢病毒经常在不同病毒种类之间交换遗传物质，甚至跨越家族界限。当远亲"杂交"时，就会产生具有全新特性的病毒，这种进化上的飞跃不仅会影响病毒的攻击性和危险性，还会影响它们对某些宿主动物的依附性。"

我们在鱼类病毒中发现的基因交换，很可能也会在哺乳动物病毒中发生。蝙蝠和鼩鼱一样，经常感染大量不同的病毒，被认为是真正的大熔炉。SARS-CoV-2 冠状病毒很可能也是在蝙蝠身上发展起来的，并从那里传给了人类。

在网巢病毒之间进行基因交换后，病毒与宿主细胞对接的尖峰蛋白往往会发生变化。该研究的第一作者克里斯-劳伯（Chris Lauber）通过家系分析证明了这一点。改变这种锚定分子可以大大改变病毒的特性，使其对自己有利--增加病毒的传染性或使其能够更换宿主。宿主的改变，特别是从动物到人类的宿主的改变，可以极大地促进病毒的传播，这一点在日冕大流行中得到了充分的证明。病毒"游戏规则改变者"可以在任何时候突然出现，成为一个巨大的威胁，并在迫不得已的情况下引发大流行。起点可以是单一的双重感染宿主动物。

新的高性能计算机程序有助于防止新病毒的传播。塞茨解释说，它可以系统地搜索对人类有潜在危险的病毒变种。这位 DKFZ 研究员认为，在他的特殊研究领域--与病毒相关的致癌方面，还有一个重要的应用前景："我可以想象，我们可以利用新的高性能计算（HPC）系统地检查癌症患者或免疫力低下的人体内的病毒。我们知道，病毒可以诱发癌症，最著名的例子就是人类乳头瘤病毒。但到目前为止，我们看到的可能只是冰山一角。HPC 方法提供了追踪病毒的机会，这些病毒以前未被发现，但却潜伏在人类机体中，增加了恶性肿瘤的风险"。

编译来源：ScitechDaily

DOI: 10.1371/journal.ppat.1012163