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特別企劃
打開新冠病毒的潘朵拉盒子

科學家揭露新冠病毒基因組和棘蛋白胺基酸序列，探索其感染機制。
撰文／王雯靜、蘇士哲

去年11月17日，中國湖北省武漢市一張胸部電腦斷層掃描（CT）影像出現毛玻璃狀結節（nodule），疑似新型肺炎病例，病因成謎。隨著年關將近，人們在12月開始頻繁奔波各地，武漢市位居中國交通樞紐，陸續發現數起新型肺炎的病例。疫情似乎悄悄蔓延。
12月30日武漢中心醫院醫師李文亮透過網路社群通知同事，華南海鮮市場出現類似嚴重急性呼吸道症候群（SARS）的病患，應小心防護。不幸的是，李文亮因這種新型肺炎於今年2月7日病逝於武漢金銀潭醫院。英國醫學期刊《刺絡針》（Lancet）特別於2月18日發文悼念李文亮，引述了美國約翰霍普金斯大學彭博公衛學院主任英格勒斯比（Tom Inglesby）的一句話：「世界上最重要的預警系統是，醫護人員意識到某種新疾病正在出現，然後發出警報。」
醫學界現在清楚知道這種新疾病是由人傳人的新冠病毒（SARS-CoV-2）所引起，命名為嚴重特殊傳染性肺炎。但人們太晚意識到「吹哨人」發出的警報，低估新冠病毒的傳染力，疫情迅速從中國傳到新加坡、韓國、日本等亞洲區域，蔓延到歐洲地區（特別是義大利以及西班牙），再擴散至美洲地區（美國紐約成為重災區），死亡和感染病例以指數型曲線與日俱增。今年4月下旬，全世界的確診病患有200多萬人，死亡人數超過17萬人。人類正面臨21世紀的瘟疫。
但事情可能有轉機。去年12月24日，上海復旦大學公共衛生臨床中心的張永振和澳洲雪梨大學的霍姆斯（Edward C. Holmes）取得武漢中心醫院一名肺炎患者的檢體，並於今年1月5日從樣本中鑑定出新冠病毒，透過次世代定序獲得全基因組，當天立即上傳至「全球共享禽流感數據倡議組織」（GISAID）及美國國家生物科技資訊中心基因資料庫（NCBI/GenBank），是新冠病毒第一筆公開全基因組序列。
緊接著，中國科學院武漢病毒研究所研究員石正麗團隊從五位新冠肺炎患者採樣的檢體中鑑定出五筆新冠病毒的基因組序列，在1月底發表於《自然》期刊。幾乎在同一時間，中國疾病預防控制中心武桂珍等研究人員從九位新冠肺炎患者的檢體中鑑定出10筆新冠病毒的基因組序列，發表於《刺絡針》。截至3月底，有3000多筆新冠病毒的基因組序列上傳至GISAID，研究人員分析了這些資料，發現新冠病毒自去年底在中國武漢首次出現，短時間內傳播的病毒可追溯至同一感染源，然而隨著陸海空交通、人傳人的移動感染，新冠病毒的基因組正持續變異。
會感染人類的冠狀病毒包括：引起輕微症狀的人類冠狀病毒OC43、HKU1、NL63、229E，以及引起嚴重症狀的中東呼吸症候群冠狀病毒（MERS-CoV）、嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒（SARS-CoV）、新冠病毒。從基因組分析可發現，新冠病毒與SARS病毒基因相同度約有80%，複製酶的胺基酸序列相同度達到94%，表明這兩種病毒屬於同一類；而新冠病毒與中國雲南當地的中華菊頭蝠（Rhinolophus affinis）冠狀病毒RaTG13整體基因相同度更達到96%，代表演化關係更接近。但如果比較與感染細胞直接相關的棘蛋白（spike protein）基因組，新冠病毒與RaTG13的相同度高達93%，與SARS病毒的相同度卻只有75%左右，因此科學家已排除新冠病毒與SARS病毒的同源關係。而這些差異正是新冠病毒引起全球大爆發的關鍵。......