新发地源头为何极有可能是境外冷链食品？科学家详解发现之旅

2020年6月11日之前，北京已连续56天无新增新冠病例。然而就在此时，北京新发地市场突然出现了1例新冠病毒感染者，并且引发了一波疫情。他是从何处感染了新冠病毒？来自中国的科学团队展开了追踪。

在中国医学科学院病原生物学研究所、北京地坛医院、清华大学、北京市疾病预防控制中心、北京大学、中国科学院北京基因组研究所等的共同努力下，科学家最终将“疑凶”锁定在境外冷链进口食品上。这也是中国科学家第一次提出新冠病毒可能在冷链中传播的发现。随后，在国内多个地区也都发现在冷链食品表面检测出新冠病毒核酸，并且中国疾控中心在青岛在冷链食品的表面分离出新冠病毒。所以这也从另一个方面提示冷链食品在新冠病毒传播中的重要性。

近日，中国医学科学院-北京协和医学院副院长王健伟在北京举行的2020未来科学大奖周“病毒与人类健康”主题论坛上详解了这背后的发现之旅。

王健伟表示，2020年6月11日的病例发现以后，通过对患者轨迹的追溯，北京有关部门对他的密切接触者和接触的环境样本进行了检测。发现两份来自新发地农贸市场的样本是新冠病毒的核酸检测阳性。在这个基础上，对新发地进行了扩大检测，在538份样本中检测出45份呈阳性。所以这就提示新发地在疫情发生中发挥重要的作用。因此，北京市有关部门在2020年6月13号果断关闭了新发地市场。市场关闭以后，在全市采取了严格的管控措施，病例数量迅速下降，到2020年7月初，基本上没有新发的病例，疫情得到了有效的控制。

新发地是北京最大的农贸市场，有超过5000以上的摊位，每天的客流量有5万以上，它的疫情得到了高度重视。北京市有关部门对新发地的员工进行了筛查，发现在3300多位员工当中有169位是新冠病毒核酸阳性。在关闭市场之前，从5月底到关闭市场之前的10多天中，有55万顾客到访过新发地。通过对他们的追踪，发现有103例是新冠病毒阳性。在这个基础上，对全市1000万人进行了筛查，发现96人是阳性。截至2020年7月10日，总共发现了368名感染者。

“确定感染之后我们就需要回答几个问题”，王健伟称，“第一就是病毒是什么时候进入新发地市场的？我们把所有的病例做一个时间的分布，因为新冠病毒感染的潜伏期一般在14天以内，所以从6月初的病例往前推，我们推断应该是在5月底，这个病毒侵入到了市场中。橙色的代表市场的员工，黄色代表市场的顾客，蓝色的病例代表没有市场接触史的感染者，但是他们都是这些病例的密切接触者。这些病例基本上都和新发地有直接或间接的关系，所以新发地是这次疫情唯一的来源。”

在这个基础上需要进一步回答：既然新发地是疫情的来源，那么它的源头是在哪里？北京市有关部门对新发地内环境样本和从业人员进行了检测，包括交易大厅的负一层，检测了584个人，其中有122人是阳性，阳性率高达20.9%。市场上的其他厅检测了2727人，47人阳性，阳性率只有1.7%。所以交易大厅引起了高度的关注。交易大厅分成几个区，包括海鲜区、展柜区、豆制品区和牛羊肉区。通过对这几个区的分析发现，海鲜区的检出率是最高的，高达50%以上。而且按照每个摊位的检出率来看，S14号摊位的检出率是最高的。“我们对一些摊位的环境样本和人员样本都进行了检测，发现有14个摊位的工作人员和环境样本都是阳性的，所以我们就把这14个摊位作为研究的重点。”

因为北京当时没有疫情传入，而且在这之前也没有发现感染者，所以病毒极有可能是从新发地的环境当中来的，因此科研团队就对这些摊位进行了重点的研究。对2020年5月下旬到6月12日之前到访的这14个摊位的3200多名顾客进行了抗体的检测，发现有5位顾客的抗体是阳性的，而恰好这5位顾客在5月30日和31日都到访过S14这个摊位，而且这5个人和他的密切接触者，14天内都没有到访过其他的中高风险地区，也没有接触过来自中高风险地区的人员，所以可以排除是外来的感染。在这个基础上，科学家对他们到访的摊位进行了研究。

显示S14摊位感染的比例是最高的，7个员工全部都感染了，而且抗体的阳性率也是最高的。另外，从发病的时间来看，他们的发病时间在发病的感染者当中也是比较早的。这个摊位的所有工作人员14天以内都没有到访过其他的中高风险地区，也没有接触过来自中高风险地区的人员，所以提示S14摊位可能是感染的源头。

王健伟表示，接下来需要确认的是，既然是环境样本可能造成暴露，那么病毒是从哪儿来的呢？把流行病学和测序技术相结合的基因组流行病学，对于追踪传染的来源是一个非常有用的工具。但在环境样本中，病毒的含量是特别低的，而且样本量又非常大，通过高通量测序有一定困难。“所以，我们在北京大学谢晓亮教授的支持下，清华大学王建教授的团队也开发了一种基于SHERRY的Minerva技术，通过这个技术可以把文库构建的速度缩短到5个小时以内，测序的速度更加快捷；另外，还建立了基因组富集的方法，使载量很低的样本能够得到有效测序。”

王健伟介绍，基于这样一个技术体系，科学家通过合作，对110份新冠病毒阳性的感染者和环境样本进行了病毒基因组测序，得到了72条高质量的全基因组序列，包括56条感染者的基因组序列和16条环境样本的基因组序列。环境样本的病毒载量都是非常低的，“但是通过这样的方法我们也得到了它的全序列。对于这个序列进行分析发现，每一条序列上都有8个突变的位点，有53%的序列只有这8个突变，其余的序列还有其他一些突变，这就说明这些突变是单一的来源，从病毒基因组的层面也证明新发地的感染是单一来源的。”

在这个基础上王健伟等科学家做了病毒的进化树分析，“就像我们排家谱一样，看看谁跟谁更近。在那个时间段，在吉林和黑龙江也有疫情，但是我们发现，来自北京新发地的序列和北京在3月份之前流行的毒株、当时在黑龙江和吉林流行的毒株都是不一样的，但是和在国外流行，特别是在欧洲等地流行的毒株突变位点是相同的，说明这个毒株不是来自于国内，而是来自于境外。那么境外是从哪儿来的？因为市场里面有两个摊位是售卖三文鱼的，其中S14摊位是自己在市场内切割，这两个摊位中的另外一个摊位没有病例，而S14摊位员工全部感染，并且他们卖的商品中只有三文鱼是从境外进口的。”

为了进一步追溯感染的来源，科学家对三文鱼进行了检测。摊位在5月30号曾经购入了一家公司的三文鱼，这个三文鱼是从境外进口的。对市场内所有的三文鱼的供应商仓库的3000多份三文鱼进行了检测，发现有6份是阳性，而其中5份是来自X公司。因为5月30号S14号摊位购入的三文鱼已经卖完了，所以很遗憾，无法得到鱼的样本。但是科学家从一份没有开封的鱼体表面，通过测序得到了覆盖55%的基因组序列。通过比对发现这个序列，和前面在新发地测得的流行毒株的序列是一致的，也有这些相同的基因突变的位点。“所以这就提示，尽管我们因为样本原因没有分离到这个病毒，无法证明它的感染性，但是可以提示进口的冷链食品可能是病毒的传播载体。这也是第一次提出了这样的一个发现。随后在国内多个地区也都发现在冷链食品表面检测出新冠病毒核酸，并且中国疾控中心在青岛在冷链食品的表面分离出新冠病毒。所以这也从另一个方面提示冷链食品在新冠病毒传播中的重要性。”

在新发地新冠病例的溯源中，宏基因组技术发挥了巨大的作用。

王健伟表示，近年来，高通量的宏基因组测序技术逐渐得到了应用，并且发挥了重要的作用，特别是在病原体的诊断当中，发挥“一锤定音”的作用。宏基因组技术用于病原体的检测有很多的优势。一是和PCR这些序列依赖的方法相比，它是非序列依赖性的，所以不需要预知任何病原体序列信息就可以进行检测。

二是病原体检测的灵敏度比较高。三是检测的通量高，可以同时检测上万种病原微生物的物种，也可以发现可能的共感染。四是检测效能高，通过一次测序就可以拼接出病原体的基因组序列，不需要再重复进行实验。五是解析的深度深，可以同时分析病原体的变异和耐药等情况。最后，它获取的信息全，除了获取病原的序列之外，还可以同时获取宿主的基因组和转录组的信息，为预警和临床诊疗提供基础。