Er is nog niets bewezen over de oorsprong van het SARS-CoV-2 virus. Zeker niet onweerlegbaar.

Twee scenario's voor het natuurlijk ontstaan van SARS-CoV-2.
groen virus: niet pathogeen; rood virus: pathogeen voor de mens.
Het gordeldier uitsluitend als mogelijke bron.

Kristian Andersen et al schreven het enige wetenschappelijke artikel 'The proximal origin of SARS-CoV-2' [1] dat expliciet de vraag aan de orde stelt of SARS-CoV-2 virus op een natuurlijke wijze is ontstaan of dat het virus uit een lab in Wuhan is ontsnapt. 

De studie is in het gezaghebbende blad Nature verschenen en is tot nu toe een soort 'Gold Standard' waar iedere serieuze wetenschapper naar verwijst als het definitieve bewijs van natuurlijke oorsprong. Ook Wikipedia verwijst er naar. Ook Francis Collins [2] verwijst naar de studie en bestempelt het lab-ongeluk-scenario als 'outrageous'. Voor de Scientific American [7] en Science Daily [11] is het een opgelost vraagstuk. Eerder, op 19 februari 2020, publiceerde het medisch tijdschrift The Lancet een ingezonden brief: "We stand together to strongly condemn conspiracy theories suggesting that COVID-19 does not have a natural origin." [13].

De auteurs van het Nature artikel (17 March 2020) schetsen twee scenario's voor de natuurlijke wijze en één scenario voor het door de mens geconstrueerde virus. In de figuur hierboven illustreer ik de twee natuurlijke scenario's.

Scenario 1: het virus komt vrijwel compleet in zijn voor de mens pathogene vorm in het wild voor. In dit geval ter illustratie het gordeldier (pangolin). Kennelijk is het virus niet echt pathogeen of dodelijk voor het gordeldier (immuun?). Het is wel besmettelijk. Dus het virus komt in redelijk grote hoeveelheden voor in het dier. Dus het kan zich goed vermenigvuldigen. De mens komt bij het eerste contact in aanraking met een pathogeen en dodelijk virus. In evolutionaire termen: het virus heeft een pre-adaptatie voor de mens. Dit moet betekenen dat het gordeldier een vrijwel identieke SARS-CoV-2 receptor heeft als de mens. Anders zou het virus niet zo snel zo'n grote ravage aan kunnen richten in de mens. In dit scenario heeft de meeste natuurlijke selectie in het wild plaatsgevonden. Het is zelfs mogelijk dat het virus nog beter bindt aan de menselijke SARS-CoV-2 receptor dan die van het wilde dier. ("is optimized for binding to human ACE2"). Het bindt in ieder geval veel sterker dan het SARS-covid virus van 2003. Samengevat: het virus is optimaal aangepast om menselijke cellen binnen te dringen, zich binnen de menselijke cel te vermenigvuldigen, en via neus en mond het lichaam te verlaten en andere slachtoffers te maken. Andere functies heeft het virus niet. (dit geldt ook voor scenario twee).

Polybasic cleavage sites komen niet voor in vleermuis en pangolin [3]. Er is geen directe voorouder gevonden van het huidige SARS-CoV-2 virus.
Maar in andere virusen in het wild zijn soortgelijke mutaties (inserties,deleties) gezien. Dus deze mutaties kunnen ontstaan door een natuurlijk evolutionair proces. Maar als alle cruciale mutaties tegelijk moeten voorkomen in hetzelfde virus moet er een hoge populatiedichtheid in de dierpopulatie voorkomen om natuurlijke selectie zijn werk te laten doen. We kunnen dus niet zomaar aannemen dat dit in het wild heeft plaatsgevonden.

Scenario 2: het virus komt voor in het wild in een voor de mens onschuldige niet-pathogene vorm en wordt door natuurlijke selectie in de mens steeds pathogener en besmettelijker. Het virus moet tenminste in staat zijn zich van mens tot mens te verspreiden zonder dat mensen (ernstige) symptomen ervaren. Geleidelijk zou het virus agressiever worden en opgemerkt worden. Er zijn geen menselijke SARS-CoV-2 virussen bekend uit de eerste stille fase [4]. Waarom zou je iemand zonder symptomen screenen? Dit is dus een hypothetische fase waar geen direct bewijs voor is gevonden. Dit betekent dat een uniek deel van het virus ('polybasic cleavage site') gedurende de verspreiding van mens tot mens ontstaan moet zijn. Verondersteld wordt dat het virus in incomplete vorm meerdere malen is overgesprongen naar de mens, maar deze besmetting is uit zichzelf uitgedoofd. In principe zou bewijs verzameld kunnen worden uit menselijke weefsel biopten dat om andere redenen ingevroren is volgens de auteurs. Meer onderzoek is nodig zeggen ze.

Scenario 3: het virus zou ge-evolueerd kunnen zijn in lab experimenten en nieuwe eigenschappen verkregen kunnen hebben. Evolutie in het lab. Afhankelijk hoe je selecteert, kunnen eigenschappen zijn ontstaan die we nu zien in het huidige virus. De auteurs claimen dat dit onwaarschijnlijk is, maar merken tegelijk op dat precies dit is waargenomen in langdurige lab experimenten. Bovendien is er nooit een geschikt virus met voldoende genetische gelijkenis beschreven dat als uitgangsmateriaal voor die veronderstelde experimenten zou kunnen dienen. En tenslotte schrijven ze over de nieuwe eigenschappen: "such features suggest the involvement of an immune system" en impliceren daarmee dat scenario 3 is weerlegd. 

Het virus genoom

Features of the spike protein in human SARS-CoV-2 and related corona viruses.
Andersen (2020).

 

Het virus genoom is klein en omvat maar 29.903 bases (NB: dit is geen exact veelvoud van 3). Het virus genoom is zo'n 100.000 maal kleiner dan het menselijk genoom [9]. Het kan coderen voor maximaal 9.967 aminozuren. De auteurs zoomen in op het belangrijkste onderdeel (S=Spike): het is 1285 aminozuren of 3855 bases lang (= 12% van het totale virus genoom). De auteurs concluderen dat de base volgorde van het deel dat bindt aan de menselijke receptor (ACE2) niet voorspeld is door computerprogramma's en dat dit daarom verklaard moet worden door natuurlijke selectie in het wild, en niet door 'purposeful manipulation'. Verder is er nog een uniek stukje in het genoom dat in geen ander virus voorkomt. Ze hopen dat dit deel terug wordt gevonden in coronavirussen in het wild. De auteurs zeggen niets over de andere 88% van het virus genoom. Wat is de functie van die 88%? Is dat gedeelte niet belangrijk voor het bepalen van de herkomst van het virus? Het lijkt me wel [10].

Conclusie van de auteurs

De auteurs concluderen: het is onwaarschijnlijk dat SARS-CoV-2 door genetic engineering in het lab is ontstaan omdat: 
(1) de efficiënte binding van Spike eiwit aan de menselijke ACE2 receptor is in eerdere studies niet voorspeld, 
(2) je verwacht dat bestaande DNA technieken gebruikt zouden worden, en die zijn kennelijk niet gebruikt, 
(3) de genetisch data tonen onweerlegbaar aan dat SARS-CoV-2 niet van een laboratorium construct afkomstig kan zijn [5].
Maar:
(4) er is nog geen dierlijk corona virus geïdentificeerd dat voldoende gelijkenis vertoont om als de directe voorouder van SARS-CoV-2 te dienen [8].

Mijn conclusies

1. Het is overdreven om te zeggen dat we niets [12] weten over de afkomst van het virus, maar het blijft erg lastig om een overtuigend betoog te houden voor de natuurlijke oorsprong als we nog niet precies weten van welk dier het virus afkomstig is. 
2. De auteurs weten nog niet welk van de twee natuurlijke scenario's correct is. Scenario 1 sluiten ze niet expliciet uit, en voor scenario 2 zijn meer data nodig zeggen ze zelf. 
3. "such features suggest the involvement of an immune system": de interactie van een immuunsysteem kan niet in celkweken plaatsvinden, maar natuurlijk wel in proefdieren. Dus dat is geen argument lijkt mij.
4. Als er geen geschikte SARS virus bekend is dat als uitgangspunt kan dienen voor evolutie in het lab, dan kan dat komen omdat het niet (nog) gepubliceerd is. Bovendien lijkt dit argument ook tegen het natuurlijk scenario te spreken. Niemand weet wat het uitgangsvirus geweest is in het lab of in de natuur. Het lijkt er op dat de auteurs in een catch-22 terecht gekomen zijn: als je wèl een natuurlijk bron kunt aanwijzen (dat is hun doel), dan heb je tegelijk ook goed uitgangsmateriaal voor artificial evolution in het lab. Maar, als je géén natuurlijke bron aan kunt wijzen, kun je ook niet uitsluiten dat het virus in het lab geconstrueerd is en ontsnapt is.

Genomic epidemiology of novel coronavirus global

 

Hierboven een stamboom van het SARS-CoV-2 virus wereldwijd (van andere bron). Het toont alle mutaties van het virus die sinds de uitbraak in Wuhan ontstaan zijn. Dus hoe het virus zich in het wild gedraagt. Dit soort informatie moet geïnterpreteerd worden. Waar zitten de mutaties: in neutrale en/of functionele gedeeltes? Zijn er überhaupt neutrale stukken in het genoom van zo'n klein virus? Is het Spike eiwit gemuteerd? Hebben die mutaties selectief voordeel? Wat is de betekenis van variatie in genoomlengte? Hoe groot is de variatie in vergelijking met andere coronavirussen? Kan deze informatie ons iets leren over de oorsprong van het virus? Over de waarschijnlijkheden van de 3 scenario's? Met andere woorden, zoals Kristian G. Andersen (2018) al schreef: "The evolutionary history of viruses is largely unknown!" [6].

Postscript 5 juni 2020

Op 5 juni 2020 schrijft Nature: "The biggest mystery: what it will take to trace the coronavirus source". De situatie is niet wezenlijk veranderd: "SARS-CoV-2 came from an animal but finding which one will be tricky, as will laying to rest speculation of a lab escape." "It almost certainly originated in bats, and a new study out this week adds further weight to that theory." Maar omdat het hier om unieke, onherhaalbare, historische gebeurtenissen gaat, blijft het moeilijk om de bron met 100% zekerheid aan te wijzen of het Wuhan Instituut als bron uit te sluiten. Dat laatste vind ik wel opmerkelijk! Wat wel goed is dat de mogelijkheid dat het virus uit een onderzoeksinstituut (Wuhan) is ontsnapt serieus wordt genomen.

Noten

1. Kristian G. Andersen et al (2020) The proximal origin of SARS-CoV-2, Nature 17 March 2020. Het artikel is gratis leesbaar.
2. Genomic Study Points to Natural Origin of COVID-19, NIH Director's Blog. Posted on March 26th, 2020 by Dr. Francis Collins. Collins overdrijft het standpunt van zijn tegenstanders: "deliberately released to make people sick". Het hoeft natuurlijk niet opzettelijk te zijn, het kan uiteraard per ongeluk. Hij maakt een alternatieve hypothese bij voorbaat belachelijk. Collins is mogelijk verstrikt geraakt in belangenverstrengeling en vertelt niet de hele waarheid.
3. "Although no animal coronavirus has been identified that is sufficiently similar to have served as the direct progenitor of SARS-CoV-2..."
4. Wel dacht men op 9 januari 2020 nog dat het virus niet van mens-tot-mens overgedragen kon worden: "Although the virus currently shows no signs of being transmitted between people, it could develop that capacity over time and lead to and epidemic, says Seungtaek Kim, a virologist at the Institut Pasteur Korea in Seongnam, South Korea." Nature 9 jan 2020. In het begin van de uitbraak was er veel onduidelijk: "The current spate of infections seem to be less serious than the 2002–03 SARS outbreak, says Wang, because there have been no deaths, or reports of medical staff becoming ill."
5. "the genetic data irrefutably show that SARS-CoV-2 is not derived from any previously used virus backbone".
6. Mark Zeller, Kristian G. Andersen (2018) Backbone of RNA viruses uncovered, Nature 4 april 2018.
7. "We know how the COVID-19 pandemic began: Bats near Wuhan, China, hold a mix of coronavirus strains, and sometime last fall one of the strains, opportunistic enough to cross species lines, left its host or hosts and ended up in a person." Scientific American 28 april 2020. Er wordt niet verwezen naar een publicatie! ("Scientific American is part of Springer Nature") 
8. "Although no animal coronavirus has been identified that is sufficiently similar to have served as the direct progenitor of SARS-CoV-2..." 29 apr 2020
9. Het virus genoom is klein ten opzichte van het menselijke genoom, maar in vergelijking met andere (RNA) virussen is het groot: "Unlike most eukaryotic mRNAs, coronavirus genomes are extremely large—nearly three times the size of alphavirus and flavivirus genomes and four times the size of picornavirus genomes." bron: Paul S. Masters: THE MOLECULAR BIOLOGY OF CORONAVIRUSES 30 apr 2020
10. Marleen wees op een publicatie van de Duitse viroloog Christian Drosten (2018) waarin hij aantoont dat een 29 base deletie in ORF8 van SARS-CoV-1 (2003) het virus verzwakte. Dus: het hele virus genoom is belangrijk. Plus: als je een overzicht hebt van de evolutie van het virus in de mens gedurende de epidemie, weet je hoe sterk het virus muteert en dus heb je een maatstaf voor hoe groot het verschil kan/mag zijn met het hypothetische natuurlijk virus dat de bron van de pandemie is geweest. 2 mei 2020.
11. COVID-19 coronavirus epidemic has a natural origin, ScienceDaily, March 17, 2020. Dit is interessant: "But the scientists found that the SARS-CoV-2 backbone differed substantially from those of already known coronaviruses and mostly resembled related viruses found in bats and pangolins." 3 mei 2020
12. Ook medici begrijpen nog lang niet alles van de werking van het virus. Hoe zijn de mysterieuze effecten op hart, nieren en hersenen te verklaren? ("COVID-19, a disease that mainly attacks the lungs, but also has bewildering effects on the heart, kidneys and brain", Nature 7 mei 2020
13. 'Statement in support of the scientists, public health professionals, and medical professionals of China combatting COVID-19', The Lancet 19 Feb 2020.  Dit is niet een wetenschappelijke publicatie maar een steunbetuiging. Het is één ding om geruchten te bestrijden en je Chinsese collega's te steunen, het is een ander ding om te zeggen dat het bewezen is dat het virus een natuurlijke oorsprong heeft. De oorsprong van het virus is nog steeds niet duidelijk, en dat was zeker zo in februari 2020. [9 Jul 2020]

Postscript

In een opsomming van 6 cruciale amino zuren:  "Y442, L472, N479, D480, T487 and Y4911" lijkt een typo te zitten: Y4911 moet waarschijnlijk Y491 zijn, want anders zou er een sprong van 4424 aa zitten tussen die twee aa en dat kan niet want het hele spike eiwit is maar 1285 aa lang.

Postscript 9 mei 2020

In Nature 4 mei 2020 staat nota bene de opmerking:

"The origin of SARS-CoV-2 is still an open question (...)
The mystery is where the genetic instructions for this particular cleavage site came from. Although the virus probably gained them through recombination, this particular set-up has never been found in any other coronavirus in any species. Pinning down its origin might be the last piece in the puzzle that will determine which animal was the stepping stone that allowed the virus to reach humans."! 

Je kunt maar beter altijd eerlijk toegeven dat je iets niet zeker weet, in plaats van eerst claimen dat je het met absolute zekerheid weet om dat later weer te moeten relativeren. 9 mei 2020

Vorige posts over dit onderwerp

1. Wordt de verspreiding van het Corona virus bepaald door de luchtvochtigheid? 2 apr 2020
2. Was de huidige corona pandemie voorspelbaar? 8 apr 2020
3. Is de corona pandemie voorspeld? (2) Ja! meerdere malen! Plus: een tijdbom! 15 apr 2020
4. Is het corona virus uit een Chinees lab in Wuhan ontsnapt? 23 apr 2020