新冠病毒独有关键序列突变与Moderna专利序列匹配！从学术角度看病毒泄露可能性

俄乌之战震惊世界之余，俄罗斯不久前宣称乌克兰发现大量美国生化实验室利用蝙蝠研究冠状病毒的证据。来自美国、印度瑞士和意大利的一个国际研究团队2月底在《病毒学前沿》期刊发表的一篇论文再次激起了学界有关新冠病毒与实验室泄露可能相关的争论，这个对于新冠病毒非常关键、独有且几乎不可能通过自然方式获得的12碱基序列突变正好与Moderna 2016年申请的专利序列匹配，而莫德纳刚好是本次疫情受益最多的明星企业之一，Moderna的收入从2019年的6000万美元暴涨到2020年的8.03亿美元，2021年的184.71亿美元。

文章标题为“MSH3 Homology and Potential Recombination Link to SARS-CoV-2 Furin Cleavage Site”，内容写得颇为耐人寻味，得仔细品。

新冠病毒独有、关键、极为罕见的突变

文章开头首先强调了导至COVID-19大流行的SARS-CoV-2病毒与各种冠状病毒之间具有相似性，最高的是蝙蝠冠状病毒RaTG13，相似性高达96.2%。SARS-CoV-2和RaTG13之间长这么相似——虽有大量的点突变，但基本都是1-3碱差异，超过3个碱基以上的就只发现了一段12个碱基插入，编码SARS-CoV-2病毒刺突蛋白（S蛋白）上furin蛋白酶切割位点（FCS）的4个氨基酸 (aa 681-684, 缩写PRRA，脯氨酸-精氨酸-精氨酸-丙氨酸)，而这段关键的PRRA在冠状病毒家族中是SARS-CoV-2病毒独有的，将SARS-CoV-2与其他beta冠状病毒区别开来。FCS的加入增强了SARS-CoV-2病毒的传染性，而缺失掉这段FCS则导至SARS-CoV-2病毒变异株可用于动物疫苗，这凸显了FCS与人类传染相关。FCS对病毒在人类和雪貂中传播至关重要，与病毒感染性扩展到人类细胞相关 ，并且在两种SARS-CoV-2动物模型中是严重疾病的必要条件。

自然随机出现几率极小

这么重要的12碱基序列当然要好好分析一下、BLAST一下。作者首先强调了编码furin切割位点PRRA的中间两个Arg是连续的CGG密码子，这在冠状病毒中相当少见，其密码子使用频率在穿山甲CoV为0，蝙蝠CoV的0.08，导至非典的SARS-CoV的0.19，到MERS-CoV 0.25和SARS-CoV-2的0.299。

BLAST结果令人意外，这12个碱基序列与美国专利9587,003号专利（2016年2月4日，Moderna持有）中的专有序列(SEQID11652， nt2751-2733)100%反向匹配，连同前前后后在内一共19个碱基长的相同序列：SEQ ID11652中的nt 2733-2751—— 5′-CTACGTGCCCGCCGAGGAG-3′，得到的mRNA 3′- GAUGCACGGGCGGCUCCUC-5′（3'到5'），反过来就相当于新冠病毒中的nt23547-23565序列—— 5′- CU CCU CGG CGG GCA CGU AG-3′，其中4个密码子得到PRRA，对应S蛋白681-684氨基酸。这在NCBI BLAST数据库里非常罕见。作者指出这段序列自然随机出现在一个3万碱基病毒基因组中的可能性仅为3.21×10(−11次方)。

这个SEQID11652专利序列正向读取是什么？MSH3（mut S homolog 3）是一个DNA错配修复蛋白，专利序列SEQID11652可转录为一个人类密码子优化版的MSH3 mRNA。MSH3的人类密码子优化版mRNA可能在癌症的错配修复研究中有用。过量表达MSH3可能影响错配修复，错配修复缺失则可能导至流感病毒A感染和毒性增强。

通过中间宿主重组可能性极小

但作者强调在BLAST数据库中，除了SARS-CoV-2之外，在任何真核或病毒基因组都找不到这19-nt碱基序列 CTCCTCGGCGGGCACGTAG（新冠病毒序列DNA版本）。这使得新冠病毒通过中间宿主重组获得这段关键序列的可能性几乎不存在。

从癌症研究中获得的可能

自然随机获得可能性极小，中间宿主重组几率极小，那么还有什么可能呢？作者做了一个假设，推导在错配修复研究中这种密码子优化的MSH3 mRNA如何通过诱导细胞修复缺陷、病毒感染如何通过复制选择重组意外获得密码子优化的MSH3 mRNA上的关键序列。这个专利当初正是Moderna一个癌症研究团队做的。

在病毒研究过程中，编码一种100%与人类MSH3同源蛋白质的密码子优化mRNA，可能会无意或有意地在人类细胞系中诱导错配修复缺陷， 从而增加对SARS样病毒感染的易感性。SEQ ID11652-MSH3 转导的人类细胞若被SARS样病毒感染可以实现拷贝选择重组。

作者表示，具有正极性RNA基因组的单链RNA病毒的复制是由受感染细胞细胞质中负链RNA合成而启动的。负链RNA是合成正链RNA的模板，用于翻译非结构蛋白、复制和转录复合物，或新的病毒粒子衣壳。冠状病毒在感染的早期阶段通过基因组复制和mRNA转录产生双链RNA。

作者认为，过表达阳性MSH3 mRNA而诱导错配修复缺陷的细胞，在上述情况下是可以产生包含SEQID11652序列的双链核酸。这种细胞若被表达RdRp的SARS样病毒感染，病毒核酸可以附着在这19个核苷酸序列上并允许将负链的片段整合到病毒基因组中，包括FCS，尽管它们位于开放阅读框的相反链上。已有文章表明错配修复机制使反义链的短片段整合成为可能。微同源性可以直接引导MSH3和一种SARS样病毒之间的重组，这可能发生在前面关注的这19个核苷酸序列上。

虽然只是一个假设，但是在SARS-CoV-2的S蛋白上存在与专利MSH3 mRNA序列反向互补完全一致，这本身就是极为不同寻常的。

Moderna CEO Bancel回应更耐人寻味

Moderna CEO Bancel在回应这个问题时表示：“我们的科学家们正在仔细研究这些数据精确与否。正如我之前所说，偶然逃离实验室的假设是可能的……人类会犯错误。”

当初COVID-19大流行开始时和后来的病毒溯源过程中，实验室泄漏的推测一直没停息过，现在这篇论文提出新冠病毒独有关键罕见突变序列与Moderna专利序列匹配，提出了另一种惊人的可能性，同时也有助于推翻当初对武汉病毒所的污蔑。

从专业角度来说，大家怎么看？