4月8日，PNAS发表文章“Phylogenetic network analysis of SARS-CoV-2 genomes”。来自德国和英国研究团队报道了世界各地的160个新冠病毒（SARS-Cov-2）基因组的系统进化分析成果。研究人员发现了三个主要SARS-Cov-2变体，并根据 氨基酸变化不同 将其命名为A、B和C型，其中A型为原始病毒类型，B型衍生自A型，C型衍生自B型。此外，三类变体在全球的分布范围不同，差异极大。A和C型多发现于 欧洲人和美国人中，B型是东亚最常见的类型。
截至2020年3月上旬，GISAID数据库（https://www.gisaid.org/）包含了253种SARS-CoV-2的完整和部分基因组，这些基因组由世界各地的临床医生和研究人员提供。已有研究显示，SARS-CoV-2 与蝙蝠冠状病毒的序列相似性为96.2％。
A型为原始病毒类型
为了解SARS-CoV-2在人体内的进化，并协助追踪感染路径和设计预防策略，研究团队绘制了一个由160个基本完整的SARS-Cov-2基因组组成的系统进化网络（图1）。 研究人员将蝙蝠冠状病毒 （BatCoVRaTG13 ）用作外群，使病毒进化网络的根位于“ A”世系簇中。结果显示 ，A型为原始病毒类型，B型衍生自A型，C型衍生自B型。 该网络显示了原始新冠病毒基因组与新近变异的子代基因组同时存在。
图1：160个SARS-CoV-2基因组的系统发育网络。来源：PNAS
A型主要分布于美国和澳大利亚
研究发现， A型的两个子群可以同义突变T29095C区分。在T-等位基因亚群中，有四个中国人携带原始病毒基因组，三名日本人和两名美国人中则有更多突变。C-等位基因亚群具有相对较长的突变分支。值得注意的是， 感染A型的样本 将近一半（15/33）来自东亚以外地区，主要位于美国和澳大利亚，且三分之二美国样本感染的是A型。此外， A型虽然最早出现在武汉，但武汉只有极少的感染病例，且来源于在武汉生活过的美国人 。
B型变体主要分布于中国及东亚地区
在B型病毒变体主要存在于武汉（n = 22），中国东部其他地区（n = 31）以及邻近的亚洲国家（n = 21）。在东亚以外地区，在美国和加拿大的病毒基因组中发现了10种B型变体，墨西哥1种，法国4种，德国2种，意大利和澳大利亚各1种。
分析发现，节点B通过两个突变从A型衍生：同义突变T8782C和非同义突变C28144T，即将亮氨酸变为丝氨酸。在突变分支长度方面，B型是惊人的：东亚人主要携带原始的B型病毒基因组（26/26），亚洲以外的B型基因组都发生了突变。
C型变体主要分布于欧洲
C型与B型的区别在于非同义突变G26144T ，该突变将甘氨酸转变为缬氨酸。在数据集中，C型是主要的欧洲类型（n = 11），在法国、意大利、瑞典、英国、美国和巴西都有发现。C型在中国大陆的感染样本中未发现，但在中国香港、中国台湾、新加坡和韩国有分布。
追踪新冠病毒的传播
系统发育网络此前主要用于追踪史前人类的人口流动，这是首次运用在追踪新冠病毒的传播路径。 在感染路径 未知 并造成公共健康风险的情况下， 系统发育网络可以 重建感染路径。 该研究以有充分记录感染史的病例作为例证进行了说明。
2020年2月25日，据报道，第一个巴西病例是在访问意大利后感染的，该网络通过C型中意大利人和他携带的病毒基因组之间的突变关联反映了这一情况（图2）。
图2：巴西患者携带新冠病毒位于系统发育网络的C簇中。来源：PNAS
在另一案例中，一名加拿大男子从中国武汉前往中国广东，然后返回加拿大，并于2020年1月27日被确诊为COVID-19。系统进化网络（图3）表明，该男子携带的病毒基因组是从一个重建的原始节点分支而来的，在广东佛山和深圳都有衍生的病毒变体，这与其旅行史相符。该男子携带的病毒基因组与其他被感染的北美人（一个加拿大人和两个美国人）的病毒基因组显然具有共同的病毒谱系。
图3：加拿大患者携带新冠病毒位于系统发育网络的B簇中。来源：PNAS
那是否有可能通过使用最早采样的可用基因组作为根， 分析 病毒 在早期阶段的 进化？研究发现，以蝙蝠冠状病毒作为外群生根，于2019年12月24日采样的第一个病毒基因组已经远离根类型， 如图4显示 。
图4：系统发育网络指示样品采集的时间。第一个病毒分离株于2019年12月24日采集，因此从2019年12月24日至30日为零周。来源：PNAS
根据该研究建立的SARS-CoV-2基因组系统发育网络可以发现，这些SARS-CoV-2基因组是密切相关的，并且在其人类宿主中处于 选 择 进化 ，并有平行进化，即 相同的病毒突变出现在两个不同的人类宿主中 。 该研究所描述的核心突变已被多个实验室和测序平台所证实，因此 需要谨慎考虑病毒 变 体可能改变疾病临床表现和传播的可能性。 在评估SARS-CoV-2感染的临床和流行病学结果，设计治疗方案以及最终设计疫苗时，或可以使用该发育系统分类来排除或确认相关影响。
由于样本量较小，因此还不能确定该研究结论是否具有普遍性。据悉，该研究团队已经更新了数据，将截至到3月底1000多例的COVID-19病例纳入到研究中。