病毒突变株究竟是怎么来的?Nature最新研究揭示了答案

2021
02/18

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熊粤蛟 / 健康界
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人体是病毒突变最好的培养箱。

最近几个月,有关新冠病毒变异的消息可以说是甚嚣尘上,引起了社会的广泛关注。人们之所以对病毒变异的消息特别敏感,还是因为病毒变异会影响到已经研发出来的疫苗的效果,为疫情防控带来新的挑战。在所有的变异新冠病毒株中,最受关注的莫过于英国突变株和南非突变株。近日,已有新闻指出南非暂停了阿斯利康公司和牛津大学联合开发的新冠疫苗接种,理由是该疫苗不能产生有效的免疫保护,而这种结果的产生与南非突变株的出现有一定的关系,因为南非的变异新冠病毒严重削弱了阿斯利康的免疫效力。

那么,疫苗的突变株究竟是如何产生的呢?2020年11月,《新英格兰医学杂志》上曾经报道过这样一个病例,一位45岁的男性,在感染新冠病毒的同时还具有多种合并症导致免疫力低下。在接受5天的瑞德西韦治疗后出院,之后的第6天到68天病人独自在家隔离,但在隔离期间,他因腹痛、疲劳、呼吸困难等症状多次入院,并且在中间第39天时核酸检测为阴性。但在第72天,鼻拭子采样核酸检测再次呈现阳性,经过10天的瑞德西韦治疗后,RT-PCR检测重新恢复阴性。

在第105天,病人因蜂窝组织炎住院,第111天出现低氧血症,一直采用免疫抑制剂进行治疗。但在第128天时,核酸检测再次呈现阳性,在给予为期5天的瑞德西韦治疗后,RT-PCR检测再次为阴性。在第143天,RT-PCR检测结果显示,该患者又被新冠病毒感染了,在接受了新冠病毒抗体治疗几天后,第151天其核酸检测仍然呈现阳性,最终,该名患者在第一次感染新冠病毒的154天去世,死于休克和呼吸衰竭。

在五个月的治疗期间,其核酸检测结果经历了3次转阴,最终在第四次检测出阳性后药物治疗无效死亡。对该名患者体内的新冠病毒进行基因测序的结果显示,病毒在其体内经历着快速突变,氨基酸的改变主要集中在刺突蛋白基因和受体结合结构域。

也就是说,免疫缺陷的人体充当了病毒生长和突变的培养箱,由于病毒得不到彻底清除而出现反复持续的感染,同时病毒也在该患者体内不停的进化。

而今年2月发表在Nature上的一篇文章SARS-CoV-2 evolution during treatment of chronic infection也详细探讨了在慢性感染的治疗过程中新冠病毒的演变。

该文章中的病例是一位七十多岁高龄的男性新冠患者,他曾有B细胞淋巴瘤病史,并且接受了化疗和利妥昔单抗治疗。在住院治疗期间,该患者接受了瑞德西韦和恢复期血浆治疗,但还是在确诊新冠102天后不幸去世。期间,研究者对该患者进行了23次呼吸道取样,取样部位包括鼻腔、喉部以及气管。对这些样本进行测序之后结果显示,该患者感染毒株为携带D614G的20B病毒突变株,与其他患者相比,该患者的病毒基因组呈现出巨大的多样化。

图 突变毒株谱系

进一步分析显示,在接受瑞德西韦治疗过程中,该患者体内的病毒处于不断变异中,优势毒株在药物和抗体的压力下不断演变,不同的病毒突变株之间相互竞争。不同的突变株的感染力和毒力有一定差别,某些突变株对现有的中和抗体的反应性下降,这意味着突变的病毒很有可能发生免疫逃逸。现有的疫苗或者已经感染过新冠病毒的人群产生的免疫力面对突变株可能会大打折扣甚至失效。

图 病毒突变情况

总之,以上两篇来自于权威医学期刊的研究均显示,免疫系统缺陷的患者很可能成为病毒突变的温床,在疫情的防控中应该对这类人群予以关注。

参考文献:

1、Kemp, S.A., Collier, D.A., Datir, R.P. et al. SARS-CoV-2 evolution during treatment of chronic infection. Nature (2021).

2、 Choi B, Choudhary MC, Regan J, et al. Persistence and Evolution of SARS-CoV-2 in an Immunocompromised Host. N Engl J Med. 2020;383(23):2291-2293.

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关键词:
新冠病毒,基因突变,病毒突变

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