新冠病毒變異株大梳理：變異必將繼續(xù)，人類何去何從？

當(dāng)前，世界各地的科學(xué)家都在密切跟蹤新冠病毒的突變，并研究這些突變是否會(huì)改變病毒的特性。本文介紹了當(dāng)前主要變異株的特點(diǎn)和影響，并作了簡要梳理。

撰文 | 史雋

自從2020年初新冠肺炎 (COVID-19) 大流行開始以來，全世界已出現(xiàn)了一系列新冠病毒的變異株。在疫情早期，一種含有刺突蛋白D614G突變的新冠病毒在世界范圍內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位。科學(xué)界普遍認(rèn)為，D614G突變使病毒更容易傳播。近來最受矚目的是在英國、南非和巴西發(fā)現(xiàn)的快速傳播的變異株，科學(xué)家們懷疑，這幾個(gè)變異株的特定突變組合可能會(huì)影響病毒的傳播能力、致病力、免疫逃避能力等。這些問題仍在進(jìn)一步的研究中。

很多人不禁要問，怎么最近突然出現(xiàn)這么多的變異株？

去年的《117疫情觀察：詳解病毒基因序列追蹤流調(diào)大法》就曾介紹過，就突變速度而言，新冠病毒算不上是病毒中的法拉利，相反和許多別的病毒相比，新冠病毒的變異速度并不快，約為流感病毒的一半，艾滋病毒的四分之一。新冠病毒的約 30,000個(gè)堿基的RNA基因組每月大約會(huì)有兩個(gè)堿基的突變。

然而，新冠疫情到現(xiàn)在已經(jīng)持續(xù)了一年多，這意味著新冠病毒在人體內(nèi)繁殖和跳躍超過了一年，因此不可避免地變異累積，進(jìn)而發(fā)展成有無數(shù)分支的多樣的變異進(jìn)化樹（圖1）。

圖1. Nextstrain.org上新冠病毒的進(jìn)化樹

相較原病毒，很多變異株 (每一株攜帶特定的突變) 的傳染性和致病能力并沒有很大的改變，因此并不引人注目。目前，有三種迅速傳播的變異株飽受關(guān)注，它們分別首先在英國、南非和巴西發(fā)現(xiàn)，具有一些不尋常的突變。這三個(gè)變異株共享一個(gè)稱為N501Y的突變，該突變?cè)诓《颈砻娲掏坏鞍椎氖荏w結(jié)合域 (RBD)。受體結(jié)合域?qū)π鹿诓《靖腥舅拗?(例如人) 至關(guān)重要：病毒就是利用受體結(jié)合域，結(jié)合人類細(xì)胞表面的ACE2受體，從而進(jìn)入細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)感染。細(xì)胞和動(dòng)物模型研究表明，N501Y的突變可能使新冠病毒能更緊密地與ACE2受體結(jié)合，增強(qiáng)病毒的感染力[1]。

單純只有N501Y的突變也不那么可怕。然而這些變異株除此之外，還有異常大量的其他突變，其中一些也在刺突蛋白上。有可能，這些多重突變疊加——而不是單個(gè)突變——才導(dǎo)致了病毒特性的實(shí)質(zhì)性變化，例如更高的傳播能力。

大約在2020年11-12月，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)帶有N501Y突變的變異株在感染人群中的比例顯著升高。相似的突變出現(xiàn)在三個(gè)獨(dú)立的變異株中，并且迅速擴(kuò)散的事實(shí)，使科學(xué)家懷疑這些變異株可能具有進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。

南非和巴西變異株的刺突蛋白上有8-10個(gè)突變疊加在一起。最令人擔(dān)憂的是，刺突蛋白既是疫苗的抗原，又是抗體雞尾酒療法（如再生元公司 (Regeneron Pharmaceuticals)研發(fā)的，已批準(zhǔn)上市）的靶標(biāo)。這些變異株很可能成為新一代新冠病毒的開山鼻祖，能逃避抗體療法，或者能逃逸疫苗的免疫保護(hù)，甚至兩個(gè)都能。

幾個(gè)著名的新冠病毒變異株

（點(diǎn)擊看大圖）

上表羅列了幾個(gè)著名的新冠病毒變異株，科學(xué)家們還在密切注意其他幾種不那么引人注目的變異株。因?yàn)榭茖W(xué)家們對(duì)新變異株的命名系統(tǒng)還未達(dá)成統(tǒng)一意見標(biāo)準(zhǔn)化，命名系統(tǒng)還是一團(tuán)混亂。

只要新冠疫情一天不能有效地控制住，新冠病毒就會(huì)有更多的機(jī)會(huì)傳播到更多的機(jī)體，未來肯定還會(huì)出現(xiàn)新的變種。

好消息是，所有的變異株，無論是現(xiàn)有的還是將來的，原則上都可以通過相同的措施進(jìn)行防控：勤洗手，戴口罩，社交距離和避免擁擠的地方。

參考文獻(xiàn)

[1] H. Gu et al., Adaptation of SARS-CoV-2 in BALB/c mice for testing vaccine efficacy. Science 369, 1603-1607 (2020).

[2] https://twitter.com/EricTopol/status/1352737311281168385.

[3] https://virological.org/t/preliminary-genomic-characterisation-of-an-emergent-sars-cov-2-lineage-in-the-uk-defined-by-a-novel-set-of-spike-mutations/563.

[4] https://cov-lineages.org/global_report_B.1.1.7.html.

[5] H. Tegally et al., Emergence and rapid spread of a new severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) lineage with multiple spike mutations in South Africa. medRxiv, 2020.2012.2021.20248640 (2020).

[6] https://cov-lineages.org/global_report_B.1.351.html.

[7] https://www.reuters.com/article/us-health-coronavirus-japan-variant/japan-finds-new-coronavirus-variant-in-travellers-from-brazil-idUSKBN29F08R.

[8] https://cov-lineages.org/global_report_P.1.html.

[9] https://virological.org/t/sars-cov-2-reinfection-by-the-new-variant-of-concern-voc-p-1-in-amazonas-brazil/596.

[10] https://virological.org/t/spike-e484k-mutation-in-the-first-sars-cov-2-reinfection-case-confirmed-in-brazil-2020/584.

[11] H. Tu et al., Distinct Patterns of Emergence of SARS-CoV-2 Spike Variants including N501Y in Clinical Samples in Columbus Ohio. bioRxiv, 2021.2001.2012.426407 (2021).