新冠这次的突变毒株太可怕,亲和力提高1000倍,传播提高70%!已经成为伦敦地区主要毒株

2020
12/22

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生物世界
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撰文 | 王宇歌
来源 | Hanson临床科研


在突变毒株的多次“狼来了”之后,这次狼真是来了


英国发现了一可怕的新冠病毒突变毒株,其S蛋白与人ACE2受体结合亲和力提高了1000倍,传播速度比之前的毒株高达70%;很快就成为了伦敦地区的主要毒株。英国为此采取了更为严格的禁令。


美国主流媒体今天的头条新闻都是英国发现了SARS-CoV-2的新突变株并认为该突变株“传播更迅速”,因此英国首相Boris Johnson采取了更为严格的禁令。


昨天这一新毒株的序列被上传,看了一下序列后,我觉得该毒株的流行确实值得警惕。


已经发现的可怕之处——传播速度更快


虽然SARS-CoV-2在不断突变,新亚型也陆续出现,但英国的这一新突变株具有特殊性。


这一毒株从9月在英国东南部出现,在英国迅速蔓延,目前已经成为伦敦地区的主要毒株。截止到12月10日英国已检测出46,710个该毒株的感染者(图2)。


华盛顿邮报援引Boris Johnson在公告中指出的这一毒株的传播速度可能比之前的毒株高达70%


图2. 感染者


从疫情开始就一直追踪病毒进化的英国爱丁堡大学教授Andrew Rambaut等昨天在virological.org上传了对这一新突变株序列的分析(图3),指出这个新毒株有23个特殊突变,被命名为B.1.1.7亚型。


图3. 针对新毒株序列分析


传播速度快的原因被确认


我们一直强调SARS-CoV-2最特殊的两点:
1、RBD上6个关键的交界面氨基酸与ACE2结合;

2、它具有Furin蛋白酶切割位点


这一新毒株在RBD的6个关键交界面氨基酸中,发生一个突变N501Y(图4);而Furin切割位点毗邻位置发生了P681H突变。Furin蛋白酶切割位点对SARS-CoV-2的结合宿主细胞能力影响巨大,Furin切割后的S蛋白稳定性降低,因而暴露出开放结构域,从而使S蛋白与人ACE2受体结合亲和力提高了1000倍


因此,在Furin蛋白酶切割位点附近的突变可能会对病毒的结合能力和传染力产生显著影响。


图4. 新毒株的结构变化


尚待确认的可怕之处——更有利于躲避人体免疫


新毒株除了目前已经明确的传播力明显增强之外,还有其他正待验证的危险。


这一毒株发生了S抗原氨基酸删除突变69-70del,这一突变可能有利于病毒逃逸宿主的免疫反应(图4)


虽然N501Y也出现在了南非,但是这一英国毒株与南非毒株501Y.V2具有多个不同突变。尤其是该英国毒株同时出现了RBD突变和Furin毗邻突变,因此在Nextstrain上可见这两个毒株分属不同进化枝。

这个英国新毒株的复制特点、传播特性和对疫苗接种影响等流行病学意义还尚不清楚。估计很快会有研究人员构建假病毒来研究这一毒株对已知中和抗体、康复者血清和疫苗接种者血清的中和反应及T细胞应答,而相关论文很快会被发表。


潜在的,也是更可怕之处——可能发生的抗原漂移


如果说上述两条,传播力更强+可能逃逸人体免疫,已经足够让科学家担忧的了,那么新冠病毒新毒株在病毒流行方面的潜在积累变异,则更可怕。


曾多次提到的Fred Hutch研究所的Trevor Bedford认为,这一现象可能是与流感病毒类似的抗原漂移现象(antigenic drift)


抗原漂移是病毒学中一个经典现象,它指病毒在自然流行中,其基因组发生个别突变导致病毒抗原的小幅度变异;这种小幅变异不同于病毒重组,不会对病毒流行产生大范围影响。


但如果抗原漂移不断积累,且积累的速率不断增强,那么也许在今后的很长一段时间,人们要像接种季节性流感疫苗一样,可能每隔一段时间需要重新接种COVID-19疫苗来预防突变株。


我们之前几乎没有报告过新冠病毒的突变毒株。因为病毒突变是一直在发生的自然现象,没有啥了不起


但是这次,我们真的担心了。


综合目前对于新冠病毒伦敦新突变毒株的分析:
1)肯定的:流行病学发现新突变毒株传播速度快,增长70%,并已经成为伦敦地区主要毒株;
2)传播速度快的生物学支持:病毒S蛋白与人ACE2受体结合亲和力提高了1000倍;
3)可能的:有利于病毒逃逸宿主的免疫反应;
4)潜在的:发生抗原漂移并不断积累,像流感一样难以预防。
本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
Furin,ACE2,亲和力,新突变,毒株,新冠,传播

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