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研究:新冠病毒突变新病株在美国和欧洲发生突变 更具传染性

5月5日,美媒报道称一项新研究指出,新冠病毒突变的新毒株成为主流,且更具传染性,首次感染后更容易二次感染。研究由洛斯阿拉莫斯国家实验室发布在生物医学预印本网站bioRxiv上,这篇论文的内容尚未经过同行评议。据《今日俄罗斯》报道,有研究发现,一种新的、更具传染性的新冠病毒毒株,已经成为世界范围内传播的主要毒株。论文称病毒或将继续变异,导致正研发疫苗的效力受限。

科学家发现了一种吸引了“紧急关注”的新冠病毒突变,因为它使该病毒更具传染性,并且已经在其到达的地方(包括美国的部分地区)占主导地位。

研究表明,使冠状病毒更具传染性的突变株已经“统治”(dominant)了美国和欧洲,而研发中的疫苗可能对它起不了足够的“抵御”作用。

位于美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的研究人员称,该突变株于2月初开始在欧洲传播。

自那以后,它就进入了美国,到3月,它已成为美国东海岸最常见、最具侵略性的菌株,科学家们说它现在是世界上主要的菌株。

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图1.GISAID提供的基于4,535个修剪的全基因组,制作出来的与新冠病毒形成比对的系统发育树

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图2. 到3月份,在GISAID数据库中采样良好的每个区域中,带有D614G突变的序列的比例都在增加。

该研究称,自2月中旬起,这种被称为“Spike D614G”的新毒株就开始在欧洲扩散,并在3月发展为主要毒株。出于未知原因,它比在武汉发现的毒株传染性更强。该研究同时指出,目前没有迹象表明“Spike D614G”会比原始毒株更具致命性。

研究还指出,无论该新毒株出现在哪里,它都会很快占据主导地位。最近几周内,在一些国家,这一新毒株甚至成为了唯一的流行毒株。

   “D614G”突变或致传染性增强

 该论文指出,新冠病毒在全球的迅速传播为新毒株提供了“对罕见却有利的突变做出自然选择的机会”。此外,如果新毒株不随着夏季天气变暖而消失,那么将没有任何办法阻止它突变为越来越多的毒株。

 目前,世界各地研究冠状病毒的科学家,可能还在分析较原始毒株的遗传序列。因此,与该研究小组合作以获得最新的信息显得至关重要。贝特·科博表示:“在将疫苗和抗体用于临床测试之际,我们容不得两眼一抹黑。”

 这份报告基于对世界各地收集的6000多个冠状病毒序列的计算分析。尽管研究人员指出“观察到此次‘大流行’中SARS-CoV-2序列的多样性很低”,但在突刺蛋白序列中至少有14种不同的突变,其中只有一种是新毒株。

 这种毒株具有“D614G”突变,可能是导致了其传染性增强的原因。这种突变会影响病毒外部的“突刺蛋白”(Spike proteins),使病毒能够入侵人类细胞。目前为止,这些“突刺”一直是那些试图研发疫苗或抗病毒药物、对抗病毒的科学家们的主要研究对象。目前至少有62种正在研发的疫苗,其中大部分研究都集中在“突刺蛋白”上。

一般来说,新冠病毒比一般病毒相对稳定,这意味着它不会以极高的速率或速度进行变异。

但这并不是说它根本就没有突变,或者说它会限制那些可能会带来灾难性后果的突变。

他们在此项分析中每天都会下载所有病毒基因组序列,并将其上传至最大的国际数据库——GISAID,并解释病毒的变异方式和发生位置。

随着研究进展,该团队发现了14个突变。这种突变似乎使病毒表面的“刺突”蛋白更有能力攻击人类细胞,并对我们的抗体反应更具抵抗力。

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表1.总结了研究人员们在新冠病毒刺突中追踪得到的相关突变。除了D614G,新冠刺突蛋白中的所有其他突变仍然很少见;尽管如此,他们仍将对其进行潜在的免疫学监测。

一些病毒很可能与社区隔离,并在他们追踪的过程中,作为病毒基因组采样方式的副产品而突然出现。

来自英国洛斯阿拉莫斯、杜克大学和谢菲尔德大学的合著科学家们写道,与此同时——其他模式可能代表着更广泛、更令人担忧的传播和变异。

目前,科学家们尚不清楚产生新冠病毒突变的“刺突”是否首先出现在中国或欧洲,但它无疑在欧洲聚集了势头,然后席卷了全球。

当科学家在今年3月份首次报告Spike D614G这种突变蛋白时,它在上传到GISAID的序列中只出现了七次(比实时延迟了大约两周)。

研究人员在4月30日在线发布的报告中写道:“不过,从4月初开始,对GISAID数据的采样显示,G614的频率在整个3月份以惊人的速度增长,而且显然表明其地域分布正在不断扩大。”

似乎在某个时候,G614突变和另一个D614突变合并成为了D614G突变。它们共同成为主导,并通过多种模式变得更具感染力。在这之后,刺突蛋白具有更高的感染力,可以更容易地与人肺细胞上的受体结合,变得更有活性,甚至可能更容易躲开人体对病毒产生的抗体。

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图3.连续每周平均计数显示了世界不同区域中D614(橙色)和G614(蓝色)的相对数量。

 并不更致命,但增加疫苗开发难度

 该研究同时指出,目前没有迹象表明‘Spike D614G’会比原始毒株更具致命性。虽然它们看起来有更高的病毒载量(人体内的病毒量更多),但并未增加感染者因此住院的可能性。

 另一方面,即使“Spike D614G”与之前的毒株没有显著差异,也不意味着没有任何变化。由同一种病毒不同种类引发的问题,与免疫力和疫苗接种密切相关。如果一个人感染了某一种毒株并因此患病,但这并不代表他对另一种毒株具有免疫力。流行病学家每年冬天都不得不猜测,今年会流行什么冠状病毒,就像他们预测流感一样。

 此外,疫苗的开发依赖于抗体的构建,可以使其与病毒外部的特定“突刺”完美匹配。如果这些“突刺”发生突变,那么可能任何候选疫苗都不足以应对新毒株。接种疫苗无法提供免疫力,这种可能性尤其令人担忧。

 研究人员还推测,在不同地区爆发的严重程度不同的疫情,可能是由不同的毒株引起的。“Spike D614G”毒株在2月初袭击了意大利,可能与原始毒株在该国出现的时间差不多。意大利一直是欧洲受影响最严重的国家之一。

 在美国,就在纽约报告第一例确诊病例后的几天,“Spike D614G”新毒株就在那里占据了主导地位,并使得纽约市与美国西海岸相对缓和的疫情形成鲜明对比,这表明可能是不同的毒株在起作用。很明显,在一个有多种冠状病毒并发的世界里,开发疫苗和治疗方法只会越来越困难。

研究作者写道:“鉴于刺突蛋白在病毒感染性和作为抗体靶标方面都至关重要,我们迫切需要建立一个‘预警’管道以评估这种刺突突变中新冠大流行的演变。”

如果大流行未能减弱,这可能会加剧抗原漂移的可能性,以及在人群中免疫学相关突变的积累,这些人接种第一针疫苗需要一年或更长时间。

研究人员警告说,开发中的疫苗可能没有考虑到这种情况,因而这些疫苗对目前占主导地位的菌株产生的效力可能会降低,达不到期望的效果:“这种情况是合理的,现在通过承担这种风险,我们或许可以避免错过病毒中重要的进化突变,如果忽视这些突变,最终可能会抑制首批疫苗在临床上的有效性。”

这种突变的发现,可能会在各国最近启动的许多疫苗、药物临床试验(包括来自Moderna、Inovio和Pfizer等企业和机构的试验)中发挥作用。


参考来源:https://www.dailymail.co.uk/health/article-8289011/Mutant-strain-coronavirus-make-infectious-dominant.html

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.29.069054v1.full.pdf



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