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新冠病毒正在高度适应人类

著名的美国Los Alamos国家实验室在bioRxiv上传了一篇十分重要的新型冠状病毒研究论文。通过分析各地流行的S蛋白序列,研究者发现了S蛋白具有D614G突变的毒株的毒力和传播力更强;随着G614进入一个国家,会迅速成为这个国家的主要流行毒株。

这篇文章的题目是“Spike mutation pipeline reveals the emergence of a more transmissible form of SARS-CoV-2”,在线上传于4月30日。
新冠病毒正在高度适应人类
(图1. 基因序列树)
与之前的研究有相似之处(新冠病毒演化和迁移简史),这项研究分析了GISAID数据库的4535个病毒序列,发现了各个地区SARS-CoV-2的特征性标签:中国的病毒在S1 NTD有特征性的H49Y,美国华盛顿州病毒RBD有G476S,比利时病毒融合肽HR1有S943P,等等,但是全世界目前流行的都有D614G(G614)。
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(表1 新冠病毒S蛋白的变异)
 
有趣的是,G614在1月15日之前在欧洲形成。到了3月1日,全世界主要流行的还是D614(尤其是中国、北美和澳大利亚,欧洲则已是G614);到了3月21日,全世界各个地区主要流行的都为G614(表1)。
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(图2. D614突变(蓝色)的比例不断增长)
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(图3,在世界各国,G614毒株(蓝色)都迅速成为主要毒株)
而随着G614进入一个国家,其迅速成为这个国家的主要流行毒株。这提示,在3月以后,全世界流行的病毒可能为欧洲流行病毒的次生流行(图2,图3)。
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(图4. S蛋白主要突变位点)
对于这一现象的解释,可能是G614更容易传播。D614可以与临近的T859原聚体形成氢键,使S1和S2亚基相连;而G614可以使S1和从S2分离,易于病毒与受体细胞发生融合。同时,G614可能能够介导ADE效应,并促进病毒发生针对抗体的逃逸。因此,具有G614病人可能病情更严重,而且更可能发生重复感染(图4)。
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(图5. G614毒株感染者病情重于D614,也更容易传播)
 
研究发现,G614患者的病毒载量显著高于D614病人。G614病人的住院率和收入ICU率也较高。而因为G614患者病毒载量高,所以可能更容易传播给其他人(图5)。
新冠病毒正在高度适应人类
该发现对新冠病毒的传播、发病机制和免疫干预具有重要意义。结果提示,新冠病毒的毒力和传染力都变得更强,正在迅速地高度适应人类。
实际上,同属于beta冠状病毒属的人类冠状病毒HCoV-OC43和HCoV-HKU1感染就是人类普通感冒的第二最常见原因,只不过症状轻微而一直未被重视。新冠病毒传播力明显高于SARS和MERS病毒,而毒力则明显高于两个人类冠状病毒。有必要未雨绸缪,为病毒在地球上持续存在、并再次爆发做好准备。
原文链接
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.29.069054v1
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.01.073262v1

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