许多地方流行的新冠病毒已不同于原始病毒…
看过威尔·史密斯主演的科幻电影《我是传奇》的观众一定记得,影片开头,正是基因变异的病毒引发了那场杀死全球90%人类的浩劫。
在生物学中,基因突变是指生物体的DNA序列发生了改变:
基因变异可以自然产生(如本文提到的自然变异了的新冠病毒毒株),或人为诱导(通过辐射、化学试剂等增大随机突变发生的概率),或在实验室条件下通过基因剪切、修饰等基因工程手段构建。
不是所有的基因突变都会带来不良的后果:在自然界,正是突变推动了物种的进化,带来了多样性。然而,病毒的突变对人类而言绝非好事,典型例子就是流感病毒的突变,它使得上一年还顶呱呱的疫苗到了第二年,面对变异后的新毒株就“武功全废”、效力大减。
那么问题来了,流感病毒的近亲,2020年占据头条、人人谈之色变的新冠病毒是否也产生了变异?对我们又有哪些影响?
变异一直在发生。
研究人员表示,新冠病毒正在进行微小的改变,以相对可预测的、稳定的速率进行,每月大约变化一到两次。
英国新冠肺炎基因组科学项目经理伊万·哈里森(Ewan Harrison)说:“病毒会在其生命周期中自然变异,新型冠状病毒也不例外。”
病毒在复制时,同样不可避免地发生错误,且大多数错误“无关痛痒”,也就是说许多突变对感染者没有影响,但有些突变可能会改变其复制效率,改变其感染人类细胞的速度或种类。
根据洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的一项新研究,一种新冠病毒的新毒株——D614G突变株——似乎比在新冠肺炎大流行伊始的病毒具有更高的传染性。
这种名为D614G的新毒株于2月份在欧洲浮出水面,之后出现在美国东海岸。该报告称,自3月中旬以来,它成为在全球传播的主要毒株。
这一事实引起了人们的关注,不仅因为新毒株的传染性,还因为变异毒株可能导致康复患者的二次感染。
LANL的科学家警告说,由于许多现有的研究大多集中在较早的毒株上,这些研究结果可能不适用于这种变异后的新毒株。
该报告共33页,已发布在论文预印本网站BioRxiv上(尚未经过同行评审)。该研究作者指出:
・D614G突变毒株于2月初开始在欧洲传播,当进入新地区时,传播更快,且迅速成为主要流行毒株。
・区域流行毒株之间发生基因重组的证据,表明人群存在多种毒株感染现象。
当下,研究人员已经鉴定出14个与刺突蛋白(新冠病毒进入人体宿主的主要帮凶)相关的突变。这些突变在D614G突变毒株中发生频率较高,提示这可能会提高D614G突变毒株的适应性与传播速度。
不过,哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的病毒学家安吉拉·拉斯穆森(Angela Rasmussen)认为,没有明显的证据表明该论文中提到的突变能改变病毒的传播方式。
乔治亚大学的计算生物学家贾斯汀·巴尔(Justin Bahl)认为不是突变而是其他因素导致该病毒在欧洲占主导地位。比如所谓的“奠基者效应”(founder effect):欧洲多国封锁缓慢,以致新冠病毒跨界迅速传播。
当然,这些突变是否导致D614G突变株更容易扩散,研究人员还在寻找新的证据。
发表在《病毒学杂志》(Journal of Virology)上的另一项研究发现,亚利桑那州的一名患者携带的新冠病毒的基因组序列缺失了81个核苷酸。在SARS研究中发现,缺失的这段核苷酸本是帮助该病毒抵抗宿主(人类)的免疫系统。
研究人员正在实验室测试该基因片段缺失是否会弱化病毒适应性。
病毒突变会影响治疗方法和疫苗的开发吗?
德克萨斯大学医学分校病毒学家威尼特·蒙那奇(Vineet Menachery)说,在LANL论文中发现的D614G突变位点临近受体结合域,但并不直接在受体结合域上。(受体结合域是病毒蛋白质外壳上的一个特定区域,是病毒与人细胞的首次接触的部位。)
他说:“如果存在受体结合域上的突变,则需更加担心基于抗体的治疗方法和疫苗研发。因为这种突变可能会使抗体更难识别病毒。”
拉斯穆森说,疫苗通常针对病毒的多个位点而开发,因此病毒的一些随机突变不太可能完全破坏疫苗功能。
正如美国有线电视新闻网(CNN)报道的那样,我们有可能无法生产针对COVID-19的有效疫苗,或者可能需要花费超过18个月的时间。
不是没有这样的先例。近40年来,虽然科技迅猛发展,世界上至今没有针对HIV病毒的有效疫苗。
但现在下定论还为时过早。一些专家警告说,当下,人类更应考虑改变生活、社交模式以阻止或减缓新冠病毒的传播。
伦敦帝国理工学院全球健康教授大卫·纳巴罗(David Nabarro)博士说:“全球各地的各个社会主体都必须做好打持久战的准备,未来很长一段时间我们将要在新冠病毒的影响下从事社会生活和经济活动。”
资料来源:
The coronavirus has mutated. Here's what that means
What happens when the coronavirus mutates? And how many strains are there?
The Coronavirus Is Mutating. That's Normal. Does That Mean It's More Dangerous?
发现比瑞德西韦强10~100倍的老药
新冠病毒在人体内的复杂旅程
新冠患者重症甚至死亡,是因为ACE2太多吗?