到底有多少种病毒？科学家们分析了100多种SARS-CoV-2变种的功能

文共2523字，预计学习时长7分钟

图源：unsplash

七月，《微生物学前沿》上发布了一篇名为《SARS-CoV-2突变的地理和基因组分布》的研究，该研究进行了迄今为止最大规模的生物信息学分析。

研究人员从世界各地实验室分离的48635个SARS-CoV-2基因组中，发现了353341个突变事件。作者说：“我们的分析证实了该病毒的低突变率，相对于参考的SARS-CoV-2基因组序列，每个样本平均有7.23个突变。”。

这项研究中最常见的突变是D614G，其中614位的氨基酸从D（天冬氨酸）变为G（甘氨酸）；先前的D614现在变成了G614变体。其他研究一致认为，G614是最主要的变异型，截至七月占全世界SARS-CoV-2的75.7%。

变种与菌株

图源：rawpixel.com

本文重点介绍了ARS-CoV-2还有哪些变种或毒株。

变异是指任何使病毒基因组不同于其他病毒的基因突变，但是突变并不总是导致生物特性的改变。要成为一个合格的变异菌株，它的变异必须在基因组和功能水平上均有不同，例如G614菌株。

“突变是基因序列的改变。突变本身并不重要，重要的是它对菌株功能的影响，”伦敦弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）的病毒学家乔纳森·P·斯托伊（Jonathan P.Stoye）教授解释说，“然而应该强调，只有一小部分突变是有利的；大多数突变对病毒是中性的或有害的，且不会持续存在。”

SARS-CoV-2的68个不同株系

目前，只有7月份发表在《细胞》杂志上的一项研究——《SARS-CoV-2突变对病毒感染性和抗原性的影响》，研究了不同的SARS-CoV-2变种的功能。

中国-世界卫生组织（WHO）合作中心的学者选择了106个突变，这些突变被预测会导致功能改变。然后他们合成了106种不同的SARS-CoV-2变体，研究它们在人体细胞中的传染性以及对单克隆抗体和恢复期血清的反应性。与参考毒株即武汉毒株（野生型或原始SARS-CoV-2）相比，分子分析发现68个变异株（或株）生物学特性发生了改变：

来源：Li等人（2020年）。SARS-CoV-2波峰突变对病毒感染性和抗原性的影响。注：A、B和C组代表不同的进化群。

· 24个变体的传染性较低：除两个变体（V341I和N331Q+N343Q）的传染性降低大于100倍外，所有变体的传染性降低了4到100倍。

· 8个变体的传染性增加：一个变体单独具有D614G突变，其他七个变体具有D614G突变和一个以上突变。但单突变与联合突变的感染性差异不显著，说明只有D614G突变才是感染性增强的原因。

· 9个变体对单克隆抗体中和的敏感性增加，10个变体对其敏感性降低。

· 5个变体和12个变体对恢复期血清的敏感性分别增加和降低，恢复期血清是恢复期Covid-19患者的血液成分，含有混合抗体，可能对SARS-CoV-2蛋白特异。

现实意义

值得庆幸的是，除了流行率超过70%的D614G突变外，这68种SARS-CoV-2变异株或毒株占流通病毒的比例不到1%。

来自中国世卫组织合作中心的研究作者说：“在所有变异中，D614G是特别值得注意的。”但由于RNA病毒一直在变异，有些变异可能只在某段时间内出现，而另一些变异则可能以不可预测的方式出现，因此有必要继续分析循环病毒株的突变频率和时间模式。

另一个乐观的发现是，D614G突变似乎没有增加对免疫系统产生的单克隆抗体的抵抗力。研究人员解释说：“我们发现氨基酸变化（D614G）传染性更强，但没有证据表明对中和抗体有抵抗力。这种优势株[G614]能有效感染被测的4种细胞系，感染力比原武汉1号菌株高10倍。”

但这个研究主要的缺点是，该项研究中使用的四种人类细胞都不是来自呼吸道，而是来自肝脏和肾脏。

同样的局限性也存在于另一项里程碑式的研究：“追踪SARS-CoV-2峰值的变化：证据表明D614G增加了COVID-19病毒的传染性”，这项研究首先发现G614菌株在人类肾脏和肝脏细胞中更具传染性。类似地，另一个印前研究题为“SARS-CoV-2尖峰蛋白D614G突变增强病毒感染性”，也使用了人类肾细胞。

因此，这些结果可能不能完全概括SARS-CoV-2进入呼吸道进入肺部时会发生什么。即使有，也不能保证是否直接反映现实生活中人与人之间的传播。

耶鲁大学公共卫生学院（Yale School of Public Health）研究人员的一份研究综述提到：“这些（细胞培养）分析没有考虑到其他病毒或宿主蛋白质的影响，以及为支持感染和传播而必须发生的生化宿主-病原体相互作用。”

图源：unsplash

简要总结一下：在SARS-CoV-2基因组中至少发生了353341次突变事件。但只有改变病毒生物学特性的突变才可以称为毒株；反之，它们只是变种。为了掌握有多少种病毒株，研究人员合成了106个SARS-CoV-2变种，这些变种被预测会改变病毒的生物学特性。

结果显示，其中68种变异改变了传染性和免疫原性。但除D614G突变外，这些变异株或毒株在SARS-CoV-2循环中只占<1%，D614G突变的患病率>70%。D614G突变并没有增加病毒对抗体的抵抗力，但使其在培养的人肾和肝细胞中更具传染性。所以，目前还不清楚结果是否直接反映了病毒在人类中的传播。

因此，在68种已鉴定的菌株中，只有G614菌株具有临床特征。其他的可能会像较温和的Δ382菌株那样随着时间的推移而消失。

一起分享AI学习与发展的干货

欢迎关注全平台AI垂类自媒体 “读芯术”

（添加小编微信：dxsxbb，加入读者圈，一起讨论最新鲜的人工智能科技哦～）