蝙蝠飞行

p （原标题：追踪14年从结果到过程全搞明白了 武汉科学家确证SARS主犯是蝙蝠） /p p 6日，记者联系上有此发现的中科院武汉病毒研究所石正丽与崔杰课题组。据介绍，他们在单一菊头蝠种群中已找到SARS的全部基因组组分。这意味着，背上嫌疑近14年的“菊头蝠”，卷宗终于完备，遭致全球8000余人感染和近800人死亡的罪名，终告成立。 /p p strong 2004年：武汉科学家就“盯”上了菊头蝠 /strong /p p 早在近14年前，武汉的女科学家石正丽就独树一帜地盯上了菊头蝠。2002年到2003年，我国部分地区暴发了SARS。在武汉病毒所的整体部署下，石正丽联合中外科学家开展深入研究，将SARS病毒溯源集中在蝙蝠身上。 /p p 2004年初，广东省疾病防控中心举行新闻发布会宣布，在广州、深圳市售的果子狸等动物采集的样本中发现含有大量SARS样冠状病毒，认为果子狸为SARS冠状病毒的主要载体。此后，广东共扑杀果子狸、獾、貉等野生动物近万只，仅广州市就处理了2000多只果子狸。 /p p 可之后几个月，石正丽带领的研究小组就在菊头蝠属的4个种里发现SARS病毒抗体和基因。中国科学院武汉病毒研究所和澳大利亚吉朗的动物健康研究室同时对这些样本进行了SARS病毒抗体和基因的检测，基因序列分析表明，蝙蝠SARS样病毒与人SARS病毒基因组序列同源性达92%。蝙蝠携带有类SARS的病毒——该结果发表在2005年的《科学》上。 /p p strong 2013年：认定菊头蝠是SARS病毒的自然宿主 /strong /p p 由中国科学院武汉病毒研究所石正丽研究员领导的一支国际研究团队，成功分离到一株与SARS病毒高度同源的SARS样冠状病毒。通过遗传信息分析和对病毒进行功能测试，进一步证实了“中华菊头蝠是SARS病毒的自然宿主”。国际著名学术期刊《自然》于2013年10月31日在线发表了这一研究成果。 /p p 在这期间，石正丽以“研究蝙蝠”出名，课题组也曾研究蝙蝠在尼帕、埃博拉等病毒传播中的影响，SARS病毒一直是主线，石正丽仍惦记着许多未解之谜，她带着硕博士生去野外采集蝙蝠样本，和年轻人一起爬山、进山洞。 /p p strong 2017年：从结果到过程全搞明白了 /strong /p p 从最初认为“同源”，花了9年时间去证实是“源头”，又花了4年时间去溯源，有关SARS如何在蝙蝠中进化产生、从哪里的蝙蝠种群中出现的遗留之谜，在2017年年底全部解开。 /p p 本月初，石正丽团队宣布，在我国云南省发现了一处蝙蝠SARS样冠状病毒的天然基因库，揭示了SARS冠状病毒可能的重组起源。12月1日，Nature news对新发表的论文进行了报道，指出该发现回答了关于SARS病毒起源遗留的问题。 /p p 石正丽说，包括蝙蝠在内的野生动物携带各种病毒是自然进化的结果，是正常现象。包括菊头蝠在内的食虫蝙蝠是很多农林业害虫的重要天敌，对维护生态系统平衡发挥着重要作用，切不可对蝙蝠开杀戒。 /p p 相关科学家认为，人类须减少对蝙蝠等野生动物栖息地的侵扰。不管是果子狸还是菊头蝠，人类要杜绝野生动物市场交易，这对于防止新发传染病的发生至关重要。 /p p strong 武汉生物企业助力SARS揭秘 /strong /p p 6日，记者从中国科学院武汉病毒研究所石正丽与崔杰课题组获悉，武汉科学家的世界级发现，借助了本土的生物力量。 /p p 石正丽和崔杰团队在我国云南省发现了一处蝙蝠SARS样冠状病毒的天然基因库，揭示了SARS冠状病毒可能的重组起源，病毒基因组扩增与序列鉴定，须依靠引物合成、基因测序等手段，在汉的武汉擎科创新生物科技有限公司和昆泰锐（武汉）生物技术有限公司承担了这一工作。 /p p 记者了解到，擎科已建立北京、上海、南京、武汉等多个城市的本地化实验室，而武汉昆泰锐，是2005年创立于美国旧金山湾区的昆泰锐，在中国的分公司，2014年入驻东湖高新区武汉生物技术研究院。美国加州大学伯克利分校博士后、原加州大学伯克利中国公派学者联合会主席谢洪学是现任昆泰锐（武汉）生物技术有限公司董事长。 /p p 引物合成和基础测序，十年前还须到武汉之外的地方进行，而如今，仅光谷生物城就聚集了五十多家基因测序企业。据该团队研究人员介绍，SARS“追凶”14年，后程加速，得益于武汉生物产业链条的日益完善。以前引物需要在外地合成，测序也要把样本寄到外地测序企业，而近些年来在武汉本土就能做，“晚上送样，第二天早上就能出结果，马上能进行下一步科研，大大提高科研效率”。 /p

HIGH RESOLUTION MASS SPEC2022.09TOFWERK PTR-TOF 2R高分辨质谱一般包括飞行时间质谱（TOF）、轨道阱质谱（Orbitrap）、磁质谱和傅里叶变换-离子回旋共振质谱（FT-ICR）。然而，并不是所有飞行时间质谱（TOF）都能被称为高分辨质谱。Q&A什么是FDA定义的“高分辨质谱”？根据美国食品药品监督管理局（FDA）食品和兽药项目（Foods and Veterinary Medicine Program）2015年发布的《利用精确质量数鉴定确认化学残留的接受标准》一文中，明确将目标m/z 分辨率（半高峰宽FWHM）≥10,000的质谱定义为“高分辨质谱high resolution mass spectrometry (HRMS)”。欧盟在EU 2002/657/EC指南中将高分辨质谱定义为（双峰法）10%峰谷处分辨率≥10,000，转换成FWHM定义相当于20,000左右，但此标准未定义质量准确度。2013年欧洲食品与健康总局（SANTE）的SANCO/12571/2013中，将高分辨质谱定义为具有高分辨力的质谱，通常分辨率超过20,000。然而在最新的SANTE/11312/2021中，取消了“高分辨质谱”这一词条，改为明确要求质量准确度≤5 ppm。目前我国在《质谱方法通则》（GB T 6041-2020）中，未明确定义高分辨质谱标准，而在《禽畜血液和尿液中150种兽药及其他化合物鉴别与确认》（农业农村部公告第197号-9-2019）中，鉴别法要求母离子质量准确度≤5 ppm。Q&A如何定义分辨率（FWHM）？*图1 FDA标准对FWHM定义分辨率=M/△M，M为目标m/z，△M为目标m/z峰高一半时的宽度（如上图所示）Q&A如何定义准确度（Accuracy）？质量准确度（ppm）=（实测质量数-理论质量数）/理论质量数x106。Q&AFDA和SANTE高分辨质谱全扫描模式（Full Scan）鉴别和确认要求？FDA要求至少两个具有结构特征（structurally significant）的母离子，且准确度均≤5 ppm。SANTE要求两个离子的质量准确度均≤5 ppm，其中至少有1个碎片离子（例：不能两个为同位素母离子），两个离子中最好有分子离子（M+或M-）、得质子分子离子（M+H或M-H）或加合离子（如M+NH4+）。（SANTE认为如果两个离子间仅相差水分子，对鉴别意义不大）m/z＜200时准确度＜1 mDa，离子比吻合。Q&A在高分辨质谱方法中，空白样中目标m/z完全没有噪音时（即无法计算信噪比S/N）时，确定样品中有效信号（即阳性）的方法？例：芬太尼理论精确质量数336.2202，即[M+H]+为337.2274，三重四级杆受分辨率限制，只能输出337.2±0.2 Da段的总信号，空白样品不含芬太尼，因此337.2±0.2 Da总信号记作噪音（N），国标中绝大多数都以信噪比（S/N）≥3为检出限。但高分辨质谱可以精确解析这些无关信号，空白样品中可能完全没有m/z 337.2274（±5 ppm）信号，即噪音为零。对此FDA和SANTE作出以下解释：FDA：可以设定样品与对比标准品的相对信号强度阈值，来识别信号。SANTE：样品中必须连续5张图都存在该m/z才能确定为信号。Q&AFDA和SANTE对筛查检测（定性或半定量检测）质谱的要求？FDA和SANTE均未对用于筛查检测的质谱提出分辨率要求，甚至不要求色谱分离，但筛查结果需要与数据库作对比，并要求假阴性＜5%，假阳性＜10-15%，因此实际多用高分辨质谱。FDA提出即使在鉴定确认实验前，先进行广谱筛查作为预实验，能够有效提高检测效率。对于非靶向方法（Non-targeted analysis），FDA和SANTE均认同可以先运用适当的方法去除背景噪音并提取峰（质谱软件一般都提供这些简便的功能）来解读这些离子峰。高分辨质谱提供的准确分子式准确度应在3 ppm以内。同位素峰的分布比例也是也是关键的筛查标准，同位素比例偏差应在5%以内，比如氯-35和氯-37的比例应接近3：1；含碳化合物的碳-12，碳-13，碳-14也应符合其分布比例（质谱软件可提供分子式的模拟分布）。TOFWERK Vocus 2R CI-/PTR-TOF 在高灵敏度**同时，具有≥10,000高分辨率，轻松满足从环境大气、风味物质，到农残兽残、营养物质的高分辨标准需求。多种电离形式、原位电离源，可供选择，提升分析物覆盖度，增强检测选择性。 “阅读原文” 《高分辨PTR-TOF测定芬太尼》*FDA标准中将Resolving Power（分辨力）定义为M/△M，Mass Resolution（分辨率）定义为△M/M，即两者互为倒数。根据质谱仪器的显示习惯和国内习惯说法，此处用分辨率代替原文分辨力。SANTE标准指出两者经常混用，按一般规律理解即可。**二甲苯灵敏度≥30,000 cps/ppb请留言索取下列参考文献：[1] Food and Drug Administration, “Acceptance Criteria for Confirmation of Identity of Chemical Residues using Exact Mass Data within the Office of Foodsand Veterinary Medicine ”https://www.fda.gov/downloads/ScienceResearch/FieldScience/UCM491328.pdf[2] European Commission, Health & Consumer Protection Directorate-General, “Guidance Document on Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues and Analysis in Food and Feed”, SANCO/12571/2013https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/pesticides_mrl_guidelines_wrkdoc_2017-11813.pdf[3] European Commission, Health and Food Safety, “Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues and Analysis in Food and Feed”, SANTE/11312/2021[4] U.S. Food and Drug Administration Foods Program, “Guidelines for the Validation of Chemical Methods in Food, Feed, Cosmetics, and Veterinary Products (3rd Edition)”, October 2019[5] 农业农村部，《禽畜血液和尿液中150种兽药及其他化合物鉴别与确认》（农业农村部公告第197号-9-2019）[6] 国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会，《质谱方法通则 GB/T 6041-2020》，2020-03-31

目前，与新冠病毒基因组序列最相似是从菊头蝠分离得到的RaTG13，其与新冠病毒的进化分歧大约发生在50年前。此后，直到疫情暴发前，新冠病毒已经积累了500多个突变。　　中国科学院遗传与发育生物学研究所钱文峰研究组提出一种新的溯源策略——通过鉴定新冠病毒这500多个突变的频谱特征推测新冠病毒的历史宿主。作者首先确认了这一策略运用所需要满足的三个前提假设：第一，细胞环境在不同宿主之间存在差异，会在其携带的病毒基因组上产生宿主特异性的突变；第二，病毒基因组的新生突变主要是由宿主细胞内环境造成的；第三，病毒在进化中积累的突变特征主要是由新生突变决定的。　　作者们在建立了该策略的理论基础后，构建了非典病毒、中东呼吸综合征病毒、新冠病毒以及与其相关的16种冠状病毒的进化树。这些病毒是前人从人、蝙蝠、骆驼、果子狸、穿山甲和刺猬等不同物种中分离得到并测序的。作者们鉴定了病毒进化历史上不同时期积累的突变，发现来源于不同宿主的病毒带有不同的突变特征。宿主物种的差异越小，病毒的突变特征越相似。这一结果进一步确认了根据突变特征推测历史宿主这一计算生物学策略的可行性。　　为了推测新冠病毒的进化历史，作者们对新冠病毒在这段时间产生的突变特征开展了主成分分析，发现新冠病毒在疫情暴发前积累的突变特征与野生蝙蝠（尤其是菊头蝠）细胞环境高度相符，这为新冠病毒的自然起源提供了公开透明和实证性的数据支持。　　上述研究结果于2021年8月30日在线发表于The Innovation杂志（DOI:10.1016/j.xinn.2021.100159）。博士研究生单科家与魏昌硕为该论文共同第一作者，郇庆副研究员与钱文峰研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委的资助。