多篇论文揭示新冠病毒变体D614G可能更具传播性

今年3月之前,世界各地的研究人员分离并测序的大部分SARS-CoV-2基因组编码这种病毒刺突蛋白(S蛋白)氨基酸位点614上的天冬氨酸(D)。到了4月,大多数SARS-CoV-2基因组序列发生了一个突变,将这个位点的D转化为甘氨酸(G)。目前,在全球范围内,这种病毒的614D变体已经全部被614G变体所取代。

参考资料:

1.Bette Korber et al. Tracking changes in SARS-CoV-2 Spike: evidence that D614G increases infectivity of the COVID-19 virus. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.06.043.

2.Erik Volz et al. Evaluating the effects of SARS-CoV-2 Spike mutation D614G on transmissibility and pathogenicity. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.11.020.

3.Ramon Lorenzo-Redondo et al. A clade of SARS-CoV-2 viruses associated with lower viral loads in patient upper airways. EBioMedicine, 2020, doi:10.1016/j.ebiom.2020.103112.

4.Jessica A. Plante et al. Spike mutation D614G alters SARS-CoV-2 fitness. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2895-3.

5.Bin Zhou et al. SARS-CoV-2 spike D614G variant confers enhanced replication and transmissibility. bioRxiv, 2020, doi:10.1101/2020.10.27.357558.

6.SARS-CoV-2 Genetic Variant May Be More Transmissible
https://www.the-scientist.com/news-opinion/sars-cov-2-genetic-variant-may-be-more-transmissible-68201

2020年11月29日讯/医药达1YAODA/---今年3月之前,世界各地的研究人员分离并测序的大部分SARS-CoV-2基因组编码这种病毒刺突蛋白(S蛋白)氨基酸位点614上的天冬氨酸(D)。到了4月,大多数SARS-CoV-2基因组序列发生了一个突变,将这个位点的D转化为甘氨酸(G)。目前,在全球范围内,这种病毒的614D变体已经全部被614G变体所取代。

这些来自8月发表在Cell期刊上的一篇论文的发现以及来自其他研究团队的确凿的证据,使得世界各地的科学家们开始调查流行的病毒毒株的快速转变是基于一群移动的建立者的随机引入(即建立者效应),还是表明614G提供了某种选择性优势,比如使得它更具传染性。

图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.06.043。

美国德克萨斯大学医学分校新兴病毒与虫媒病毒世界参考中心的病毒学家Jessica Plante表示,这个问题的答案对解决COVID-19流行病有很大的重要性,这是因为“一个随机事件不太可能产生大规模的流行病学后果”。另一方面,她说,“如果这种病毒真地具有更强的传染性,或者这种病毒造成了更严重的疾病,那么我们需要能够非常迅速地进行验证,这样公共卫生方面就可以意识到现在有一种传染性更强或者更严重的病毒在传播。”

今年秋天发表的几篇论文都指向了后者,即614G比614D更容易传播。

在2020年11月18日发表在Cell期刊上的一篇论文中,研究人员评估了1月至6月间在英国收集的2.5万多份SARS-CoV-2全基因组序列。与其他地方一样,614G在英国3月下旬成为主导的变体,这种614G变体经过多次独立引入,大多来自曾在国际上旅行的人。他们还证实,614G与感染严重程度无关,并观察到年轻患者更容易感染614G,且病毒载量更高。他们的结研究果支持这样的一个观点:614G是阳性选择,很可能影响这种病毒的传播性。

论文共同作者、英国卡迪夫大学遗传流行病学家Thomas Connor告诉《科学家》杂志,“即使有了这个庞大的数据集,我们几乎已经突破了识别这种影响存在的能力极限。”如果样本量较小,检测如此微小的传染性变化将更加困难。

美国西北大学纪念医院传染病研究员Judd Hultquist(未参与这项研究)说,“很多研究团队--包括来自这项迄今为止发表的任何研究中样本数量最大的研究的科研团队---都在研究这种特定变体随时间的增加。但是,让这项新的研究真正令人兴奋的是,他们已经在一个小的人群范围内完成了所有的研究,因此所有的人都在英国境内”,而不是积累来自世界各地的样本,而后者会增加额外混杂因素的可能性。

他在发送给《科学家》杂志的电子邮件中写道,“他们对这一特定人群进行深度采样的能力使得他们能够跟踪同一病毒变体在该人群中的多次独立引入。观察到相同的趋势在多次独立引入后出现,使得他们能够对这些不同的病毒变体如何传播做出结论。”

美国耶鲁大学公共卫生学院流行病学家Nathan Grubaugh(未参与这项研究)说,“他们认为,我们观察到的模式与选择优势相一致,这种基因突变出现和如今已占据了主导地位,这是因为它很可能是对人类的适应。我们在过去已经观察到,你有某种来自动物群体的东西蔓延到人类,它会稍加适应以在人体中变得更好。”

614G变体的那种明显的高度传染性可能是由于感染过程中产生了更多的病毒。Hultquist团队在11月11日发表的一篇论文显示,感染614G变体的患者在其上呼吸道中的病毒载量比感染614D的患者更高。

这些研究结果在动物模型中也成立。Plante和她的同事们在10月份的一项研究中显示,感染614G变体的仓鼠在上呼吸道而不是在肺部中的病毒载量比感染614D变体的仓鼠要高。他们推测,这些较高的病毒载量可能导致传播增加。

Grubaugh说,“据推测,你有更多的病毒,你可能会对别人有更大的传染性。这在原则上是有道理的,但是在现实中,这也是很难证实的或反驳的。”

Hultquist说,下一个问题是在传播模型中确定614G变体是否真地更具传染性。“目前多个独立的研究团队已经收集到的数据表明614G变体更易传播,但仍未证明该病毒更易传播。”

德国弗雷德里希-勒夫勒研究所病毒学家Martin Beer及其同事们于10月27日发布了一篇预印本论文,纳入了对614G和614D病毒变体在雪貂和仓鼠模型中传播的面对面比较。他说,“在这个竞争实验中,在50/50的病毒变体混合物中,614G在大多数情况下胜过614D。”

Beer说,将所有这些来自Beer实验室的各种证据和流行病学观察结果放在一起,“现在有迹象表明……这很可能不是建立者效应(founder effect),这很可能是这种病毒的真正优势。”

他补充道,但是在现实世界的条件下,确定614G变体在多大程度上更容易传播是一项艰巨的任务。“614G的传播效率肯定不会低于614D。很有可能它的传播效率更高---例如,在‘超级传播者’事件中。”

Grubaugh说,鉴于多个研究团队已发现这两种病毒变体“对疾病的严重程度没有影响,至少我们知道就是这样。知道你感染的是哪种变体不会影响你的治疗方案,或者是是否会受到疫苗保护,或者药物是否发挥作用”。

Hultquist表示赞同,“[人们]为保护自己免受一种变体或另一种变体感染所能做的事情都是一样的。戴上口罩。要认识到保持社交距离。定期洗手,并遵守当地的公共卫生指导方针。”(医药达 1yaoda.com)

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