武漢肺炎病毒到底從哪來？沒有陰謀論以及蛇和HIV的版本 原載於泛科學
冠狀啤酒？圖／取自Junk DNA
2019 年底起源自武漢的傳染病仍在蔓延，病毒之外，陰謀論也大肆流傳，此外還有一些品質差勁的分析。根據目前資訊推論：人類病源來自未知的單一起源，距今時間很短，一開始就能人傳人。
病毒不是源於武漢的海鮮市場？從分子演化學角度看2019新型冠狀病毒（武漢肺炎）的起源與傳播
本文略長，重點如下：
＊ WARS 在雲南找到最近親戚，兩者非常相似。（比 SARS 近得多）
＊ WARS 的中間宿主尚未確認，但現有和蛇有關的分析完全是錯誤的。
＊ 仔細檢視後，WARS 的 S蛋白質變異和 HIV 毫無任何關係。（該論文已由作者撤稿）
＊ 沒有可靠證據支持現有的陰謀論，WARS 極可能是自然演化而來的病毒。
現階段出現一些搶快不可靠的研究，即使同儕審查過的論文也不可盡信。 中國官方對疫情沒有說實話，卻也缺乏黑手介入操弄病毒的證據。在這眾人都在搶快的時刻，即使是學術期刊發表也未必無誤，一定要保持判斷力。
本文於2020 年 2 月 3 日刊登，仍有許多與 2019-nCoV 相關的研究正在進行，目前發表的研究並非最終結果。
雲南找到最近親戚，支持 WARS 是純天然病毒
導致武漢疫情的是一種冠狀病毒（coronavirus），本文之後會使用 WARS 這個簡稱。目前 WARS 一共有 53 個病毒基因組被定序出來，彼此間差異非常非常小。近日一大關鍵情報來自中國科學院的武漢病毒研究所，石正麗領頭的論文（上傳初稿，尚未正式發表），其中報告了一款之前沒有發表過的新病毒「RaTG13」，遺傳上和 WARS 最相似，兩者序列相似度為 96.2%；作為對照，SARS 和 WARS 的相似度是 79.5%。[1] [2]
目前遺傳上和 WARS 最相似的病毒「RaTG13」，由雲南的蝙蝠採樣取得。（圖為採樣示意，非當事蝙蝠）圖／取自 ref 2
石正麗的合作者 Peter Daszak（屬於一個叫作 EcoHealth Alliance 的機構）在 Science 新聞受訪表示，他們之前花費 8 年，在中國各處採集約一萬個蝙蝠及 2000 個其他動物的樣本，總共偵測到 500 款之前未知的冠狀病毒。（因此我實在不喜歡廣傳「新型冠狀病毒」此一名稱，未來恐怕很容易引起誤會）
Daszak 表示中國蝙蝠冠狀病毒的多樣性非常驚人，和 WARS 最相似的 RaTG13 是 2013 年於雲南採樣到。但是這不等於 WARS 直接來自雲南，因為和自然狀態相比，人為取樣一定相當侷限；和 WARS 相似的近親或許在更多地方存在，我們根本無從得知。
平時論文慢慢來，這時發表都搶快！
也許有人會懷疑，既然知道有樣本為什麼之前不講，出事後才趕快發佈，豈不擺明有鬼？不過這其實是學術研究的常態，許多研究團隊平時都堆積著大量尚未發表的資料，除非有突發狀況，否則不會特別趕時間。
大家想想看，在此之前 RaTG13 有什麼好提的？假如不知道 WARS 會感染人類，RaTG13 不過就是那新偵測到的 500 款病毒中，其中一種沒人有興趣的新型病毒，毫不特殊，有什麼值得特別重視的價值？
一月冠狀病毒相關論文的發表數量。圖／取自 ref 3
不正常的反而是現在的狀況：WARS 疫情大爆發後，冠狀病毒成為頭號顯學，最近 20 天冒出超過 50 篇論文（多數仍尚未正式發表）。學者燃燒小宇宙的成效可以十分驚人，這種生產論文的速度儘管罕見，但是技術上辦得到。結果又有人懷疑論文哪有可能寫這麼快，一定是中國人早就有資料，但是故意不講……這就是父子騎驢吧。[3]
解釋 WARS 不需要陰謀論
現階段對於 WARS 的陰謀論比比皆是，例如一說認為之前在加拿大高度管制實驗室工作，被指控涉及間諜，遭到開除的中國科學家和 WARS 疫情有關係；也有人質疑 WARS 是在武漢 P4 實驗室研發，外洩的生物武器。[4]
注意假新聞！事實上，四處流竄的人造病毒陰謀，可以達到混淆正確資訊的效果，也可能是資訊戰的一環。圖／取自 ref 4
然而，與目前更加明確的線索相比，並不需要這些陰謀論解釋 WARS 的起源。這次疫情中國政府沒有說實話、中國在歐美有間諜活動、之前處理實驗不夠謹慎讓 SARS 外洩過，這些都是事實，也無法排除中國私下研發生物武器的可能性。但是要證明 WARS 和中國研發生物武器有關係，目前沒有合理的證據。
反倒有更強力的證據指出，WARS 就是另一場源於自然的智人危機。
WARS 和最近親戚分家後，才獲得跨物種感染力
華盛頓大學的 Trevor Bedford 根據序列差異，估計雲南的 RaTG13 和武漢的 WARS 分家的年代，介於 25 到 65 年前；此一數字會受到突變率與宿主影響（提醒一下，我們仍然不知道 WARS 的原始宿主是哪種動物）。不過大概可以確定，兩者分家雖然不是太久，卻也已經有一段時間，不像是最近幾年的事。
Trevor Bedford 建構的冠狀病毒演化樹，多個 WARS （圖上紅點） 和最相似的雲南樣本 RaTG13 被歸為同一群。圖／取自 ref 2
之前格拉斯哥大學的 David L Robertson 一度認為，WARS 經歷過至少兩次遺傳重組，但是見到序列更像的 RaTG13 後他就放棄該觀點。這不表示重組沒有發生過，而是因為兩種病毒彼此非常相似，意即重組事件發生的時間是在 WARS 和 RaTG13 還沒有分家之前。由此可知 RaTG13 也經歷過和 WARS 一樣的重組，它卻依舊是感染蝙蝠的尋常病毒，表示讓 WARS 變得獨特的那些突變，和更早發生的重組缺乏直接關係。[5]
直接比較 WARS 和 RaTG13 會發現兩者整體非常相似，唯獨有個與感染能力高度相關的 S蛋白質（spike protein）基因差異較大；一些科學家認為 WARS 獨特的 S蛋白質，是它能順利侵略智人的關鍵。然而，WARS 當初如何由動物移民到智人身上，是否有透過中間宿主，目前仍缺乏可靠的證據。
順帶一提，目前以細胞株為材料的初步體外測試發現，蝙蝠、豬、麝香貓（civet）都會感染 WARS，不過今年本命年的小鼠不會感染。而常見的寵物貓、狗，至今也沒有牠們會感染 WARS 的證據，不需要恐慌。
說到中間宿主和 S蛋白質，最近兩篇錯誤相當明顯的論文分別與它們有關，本文將逐一介紹。
錯誤發表一：WARS的中間宿主是……蛇？
疫情爆發後不久，一項通過同儕審查的研究宣稱找到 WARS 的中間宿主「蛇」。這篇論文的思維和分析方法都嚴重錯誤。正式昭告天下，在當下疫情熱烈，搶快發表的大競速時代，即使是同儕審查過的論文也無法保證最基本的品質。[6] [7]
簡單說是這樣：該論文選用的分析方法「codon usage bias（密碼子利用偏好）」達成了錯誤的結論。此分析方法儘管常見，目的卻根本不是尋找宿主。這是只會計算數字，絲毫不懂背後生物原理與概念的低級錯誤。
64 種密碼子與 20 種氨基酸的對照表。圖／取自 wiki
codon usage bias（用中文反而會讓稍有概念的人看不懂，因此使用英文）是什麼呢？遺傳密碼的核苷酸以三個為一組，一共有 64 種密碼子，卻只會對應到 20 種氨基酸；因此有時候在 DNA（或 RNA）層次上密碼子發生了改變，轉譯後的氨基酸仍然保持不變。
以脯胺酸（proline）舉例，有 4 種密碼子 CCT、CCC、CCG、CCA 對應這個氨基酸，不同生物都是用這 4 種密碼子生產脯胺酸，各種生物的比例卻不一樣。 比方說不同生物都使用這 4 種密碼子，維尼熊的比例是 6、4、3、87%，米老鼠卻是 40、15、5、40%，空心菜則是 22、28、32、18%；不同生物相異的偏好，就是所謂的密碼子—利用—偏好。
有 4 種密碼子對應氨基酸的狀況下，倘若隨機分佈，每種密碼子出現的機率應該是 4 分之 1，但是實際上往往不是隨機出現，不同生物、不同基因的同一種氨基酸，會特別傾向使用某些密碼子。
codon usage bias 不一定存在，假如存在也可能有許多不同的成因。理論上寄生於某種生物的病毒，如果自己的 codon usage bias 和宿主類似，也許能帶來一些生存上的優勢，不過這只是理論。[8]
重點在於，不可能光靠病毒的 codon usage bias 一種指標就判斷宿主！只用 codon usage bias 推論宿主，是對相關概念完全外行的表現；讓這種貨色正式發表，不管為什麼，都是期刊與編輯該深刻反省的責任。
若是覺得上述解釋太難看不懂，人在瑞典的博士牲北歐心科學有個妙喻：
「就像說用美金就是美國人」，結果中國跟伊朗人也用美金，都被一視同仁為美國人。
WARS、SARS 與 MERS 的密碼子偏好都更接近蛇，但後兩者宿主都不是蛇
序列分析垃圾進，只會有垃圾出，沒什麼好講的。即使再退一步說，該論文設計實驗時也沒有通過最基本的假說—驗證。Robertson 和斯克里普斯研究所（Scripps Research）的 Kristian Andersen 都重新分析 WARS 的密碼子利用，一致認為該論文的結論錯誤。[9]
Andersen 的分析，縱軸愈高表示 codon usage bias 和橫軸上的該生物愈相似。圖／取自 ref 9
Andersen 還示範正確「假說—驗證」的作法（感謝大大無私分享！），比方說 SARS 的宿主是蝙蝠、MERS 是駱駝，假如有其他動物的偏好比蝙蝠更像 SARS，或是比駱駝更像 MERS，就表示用 codon usage bias 判斷宿主的策略行不通。
結果當然是行不通。Andersen 分析發現和不同生物相比，SARS 沒有最接近蝙蝠，MERS 也不是最接近駱駝；它們反而更接近蛇，以及不會感染的小鼠。WARS 的密碼子偏好和各種生物相比，則普遍小於兩位親戚，和蛇（以及小鼠）相對較像，但是都比不上釀酒酵母等三種「真菌」，可是真菌當然不可能是冠狀病毒的宿主！
必須注意的是，這些分析無法排除蛇是中間宿主的可能性，但是結果明確指出：
冠狀病毒的 codon usage bias 和宿主沒有明顯關係，這項指標無法用於判斷宿主。
錯誤發表二：WARS 有片段跟 HIV 有關？（該發表已撤稿）
另一份 1 月 31 日上傳，尚未正式發表的論文初稿宣稱，在 WARS 的 S蛋白質上找到 4 處插入（insertion），此部份序列沒有在其他已知的冠狀病毒中見過，卻和會導致愛滋病的 HIV 一致，不像是隨機發生。[10]
這項研究由於比較對象太少，所以得到完全錯誤的結論。甚至有人建議可以用來測驗生技公司員工的水平，轉貼卻毫無批評者，直接開除。在本文完成以後，該論文初稿已經被作者暫時撤回。
錯誤的分析宣稱WARS的S蛋白質上有 4 處外來「插入」（事實上都是誤判）。圖／取自 ref 10
分析問題時，選擇比較的對象相當重要。該文只拿 SARS、WARS 和 HIV 三種病毒比較，取樣太過侷限，不可能得到有意義的分析。 Bedford 同時比對多種由蝙蝠採樣來的冠狀病毒，發現不同品系的 S蛋白質之間相比，它們序列上本來就會加加減減、多一點少一點；而 WARS 的 S蛋白質這方面並不特殊，應該是天然演化的結果。[11]
Bedford 首先提出，那 4 處所謂的「插入」片段序列都非常短，在非常多已知的生物基因組上也能找到 100% 符合的對象，無法證實它們來自 HIV。他接著逐一詳細分析（樓主好人一生平安！），結論是：[12]
4 處序列中沒有任何一段，真正來自外源遺傳物質的插入。
第一段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖／取自 ref 12
「插入」片段都在近親身上找得到，和 HIV 無關
WARS 和來自雲南的最近親 RaTG13 相比，第一段序列「GTNGTKR」也在雲南兄弟的基因上存在。第二段「YYHKNNKS」該論文判斷為一獨特插入，卻是人為調整序列所致（提醒各位這算正常操作），事實上雲南兄弟也存在這段序列。
第二段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖／取自 ref 12
WARS 和 RaTG13 皆具有這兩段序列，表示它們早在兩者分家以前已經存在，不可能是 WARS 基因組上才插入的新片段。 第三段「GDSSSG」也可能受到人為調整影響，不過就算真有插入，看起來 RaTG13 也具有這段，WARS 並不獨特。
第三段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖／取自 ref 12
第四段「QTNSPRRA」，雲南兄弟也有前方的 QTNS ，卻沒有後方的 PRRA，表示 PRRA 大概真的是 WARS 獨自誕生的新突變，可以說它是插入，但是這麼短的序列變異常常發生，在基因組上比比皆是，毫無特殊之處。（提醒各位，WARS 的 S蛋白質和親戚的差異本來就大）
第四段「插入」序列的比對。其實只有後面一半是真正新增的插入片段，多半是病毒自行演化而成，不像是外源插入。圖／取自 ref 12
總之，Bedford 的分析明確否定了「WARS 基因組上有 4 處與 HIV 一致的非隨機插入」，這是很值得學習的一次教訓。
最類似 WARS 的雲南樣本 RaTG13 目前尚未正式發表，沒有將它加入比對，或許並非不可饒恕的大罪。但是只選取三種遺傳上差異極大的病毒直接比對（即使是 SARS 和 WARS 也超過 20% 不同），又遽下太不符合常理的偏頗結論，就是徹底失格的分子演化分析了。
該論文初稿已經暫時被作者撤回。
資訊虛實難辨，保持判斷力！
再來一次劃重點：
＊WARS 在雲南找到最近親戚，兩者非常相似。
＊中間宿主尚屬未知，現有證據與蛇無關。
＊ WARS 和 HIV 毫無關係。
＊目前沒有可靠證據支持陰謀論，WARS 極可能是自然演化而成。
來到本文的盡頭，不論你是已經辛苦看完一大串外星文字，或是直接跳到結尾看結論，希望都能帶給讀者最重要的訊息：
「在此大家都在搶快的時刻，資訊虛實難辨，即使同儕審查過的論文也不可盡信，更需要保持判斷力。」
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6. Hu, D., Zhu, C., Ai, L., He, T., Wang, Y., Ye, F., … & Zhu, J. (2018). Genomic characterization and infectivity of a novel SARS-like coronavirus in Chinese bats. Emerging microbes & infections, 7(1), 1-10.
8. Wong, E. H., Smith, D. K., Rabadan, R., Peiris, M., & Poon, L. L. (2010). Codon usage bias and the evolution of influenza A viruses. Codon Usage Biases of Influenza Virus. BMC evolutionary biology, 10(1), 253.
9. nCoV-2019 codon usage and reservoir (not snakes v2)
10. Uncanny similarity of unique inserts in the 2019-nCoV spike protein to HIV-1 gp120 and Gag
12. Trevor Bedford 發表於推特的進一步分析
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