新冠病毒已在美国和欧洲衍生出“超强突变株”,现有疫苗难以抵御(组图)
科学家发现了一种吸引了“紧急关注”的新冠病毒突变,因为它使该病毒更具传染性,并且已经在其到达的地方(包括美国的部分地区)占主导地位。
研究表明,使冠状病毒更具传染性的突变株已经“统治”(dominant)了美国和欧洲,而研发中的疫苗可能对它起不了足够的“抵御”作用。
位于美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的研究人员称,该突变株于2月初开始在欧洲传播。
自那以后,它就进入了美国,到3月,它已成为美国东海岸最常见、最具侵略性的菌株,科学家们说它现在是世界上主要的菌株。
图1.GISAID提供的基于4,535个修剪的全基因组,制作出来的与新冠病毒形成比对的系统发育树
图2. 到3月份,在GISAID数据库中采样良好的每个区域中,带有D614G突变的序列的比例都在增加。
在他们的报告中(尚未经过同行评审,但已发布到BioRxiv上),研究人员警告说,美国目前正在开发的疫苗可能无法有效抵抗这种突变株,并敦促在进一步的工作中考虑对这些发现进行研究,以更好地应用在新冠治疗和注射中。
一般来说,新冠病毒比一般病毒相对稳定,这意味着它不会以极高的速率或速度进行变异。
但这并不是说它根本就没有突变,或者说它会限制那些可能会带来灾难性后果的突变。
他们在此项分析中每天都会下载所有病毒基因组序列,并将其上传至最大的国际数据库——GISAID,并解释病毒的变异方式和发生位置。研究人员研究了来自世界各地的6,000多种SARS-CoV-2序列,结果发现突变版本正在过渡,以变得更具优势。
随着研究进展,该团队发现了14个突变。这种突变似乎使病毒表面的“刺突”蛋白更有能力攻击人类细胞,并对我们的抗体反应更具抵抗力。在识别出的14个突变中,D614G最引起科学家关注,因为它导致病毒峰值的变化。
表1.总结了研究人员们在新冠病毒刺突中追踪得到的相关突变。除了D614G,新冠刺突蛋白中的所有其他突变仍然很少见;尽管如此,他们仍将对其进行潜在的免疫学监测。
一些病毒很可能与社区隔离,并在他们追踪的过程中,作为病毒基因组采样方式的副产品而突然出现。
来自英国洛斯阿拉莫斯、杜克大学和谢菲尔德大学的合著科学家们写道,与此同时——其他模式可能代表着更广泛、更令人担忧的传播和变异。
目前,科学家们尚不清楚产生新冠病毒突变的“刺突”是否首先出现在中国或欧洲,但它无疑在欧洲聚集了势头,然后席卷了全球。
当科学家在今年3月份首次报告Spike D614G这种突变蛋白时,它在上传到GISAID的序列中只出现了七次(比实时延迟了大约两周)。
研究人员在4月30日在线发布的报告中写道:“不过,从4月初开始,对GISAID数据的采样显示,G614的频率在整个3月份以惊人的速度增长,而且显然表明其地域分布正在不断扩大。”
似乎在某个时候,G614突变和另一个D614突变合并成为了D614G突变。它们共同成为主导,并通过多种模式变得更具感染力。在这之后,刺突蛋白具有更高的感染力,可以更容易地与人肺细胞上的受体结合,变得更有活性,甚至可能更容易躲开人体对病毒产生的抗体。
图3.连续每周平均计数显示了世界不同区域中D614(橙色)和G614(蓝色)的相对数量。
研究作者写道:“鉴于刺突蛋白在病毒感染性和作为抗体靶标方面都至关重要,我们迫切需要建立一个‘预警’管道以评估这种刺突突变中新冠大流行的演变。”
如果大流行未能减弱,这可能会加剧抗原漂移的可能性,以及在人群中免疫学相关突变的积累,这些人接种第一针疫苗需要一年或更长时间。
研究人员警告说,开发中的疫苗可能没有考虑到这种情况,因而这些疫苗对目前占主导地位的菌株产生的效力可能会降低,达不到期望的效果:“这种情况是合理的,现在通过承担这种风险,我们或许可以避免错过病毒中重要的进化突变,如果忽视这些突变,最终可能会抑制首批疫苗在临床上的有效性。”
这种突变的发现,可能会在各国最近启动的许多疫苗、药物临床试验(包括来自Moderna、Inovio和Pfizer等企业和机构的试验)中发挥作用。