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世界各地的科学家正在密切跟踪冠状病毒突变的传播,并研究是否会降低现有疫苗的有效性。

凯蒂齐默
凯蒂齐默
2021年1月26日,

上图:©ISTOCK.COM,DRAFTER123

年代当涉及到变异时,ARS-CoV-2并不是病毒中的法拉利。科学家们估计它的3万个碱基RNA基因组每个月大约有两个单字母突变,速率大约在一半的速度和四分之一的艾滋病毒感染率。但在一年多的时间里,SARS-CoV-2被允许在人体间繁殖和跳跃,不可避免地发展成基因多样性分支成无数不同的变种。

许多变异——由一种特定的突变组合定义——相对来说并不显著。但科学家们一直在密切关注三种迅速传播的变异,这三种变异首先在英国、南非和巴西被发现,它们拥有不同寻常的突变群。它们都有一个共同的变异N501Y这影响了刺突蛋白的受体结合域(RBD),病毒用它来抓住人类细胞然后进入它们。这种突变取代了SARS-CoV-2s 501氨基酸,天冬酰胺,与酪氨酸,可能使其更紧密地结合ACE2受体,细胞和研究动物模型建议。

这个突变本身并不是t不寻常,但变种拥有异常大量的其他突变,一些也在刺突蛋白上。对病毒的实质性改变伯尔尼大学的分子流行病学家艾玛·霍德克罗夫特(Emma Hodcroft)告诉我们,行为,比如高传染性,很可能是多重突变的结果,而不是个体突变的结果大西洋

现在是11月、12月,我们“我们看到所有这些N501Y突变的替代病毒在人群中的比例从低水平上升到非常高的比例。

-丹尼尔·琼斯,俄亥俄州立大学

观察到类似的突变已经在三个独立的变异中出现,而且它们正在扩散,这使得科学家们怀疑它们可能具有进化优势。

它们有8到10个,刺突蛋白的多个突变同时叠加在一起——这表明蛋白质发生了大量的进化和适应,”俄亥俄州立大学的分子病理学家丹尼尔·琼斯告诉我们欧洲杯微信竞猜活动我担心的是自从那以后这是疫苗接种的目标,而且…抗体[疗法]如鸡尾酒再生的目标,例如,它可能是一种病毒的开始,可以逃避抗体治疗和/或疫苗覆盖。”

SARS-CoV-2突变对遗传性的影响

通常是病毒兴趣变得更具传动性,从而能更快地传播和复制。在大流行早期,一种叫做d614g的突发性蛋白质突变人们普遍认为威尔·康奈尔医学院的病毒学家约翰·摩尔(John Moore)指出,这种病毒的传播能力大大增强,并在世界范围内占据主导地位。

流行病学数据这表明D614G家族的B.1.1.7变体首次在英国被鉴定,具有传播对世界其他地区,也有更高的传播能力。八的17突变它最近积累在刺突蛋白中,这可能轻松对ACE2结合和病毒复制有影响假设,如果病毒能更紧密地附着在身体上年代ACE2受体,它可以更有能力建立一个感染一旦产生更多的身体和/或上呼吸道病毒颗粒,使其更容易传播给其他人,尤其是在发生前症状的阶段,狄奥多拉Hatziioannou解释说,在纽约洛克菲勒大学的病毒学家。

她补充说,在她看来,它“很难明确地将病例激增(包括目前在英国发生的病例)归因于单一因素,如传播能力增加,而不是其他驱动因素,如她认为无效的封锁政策。”“我并不是说[增加的]传染性是不可能的。我i’我只是说说而已这很难证明。”

在南非,流行病学家进行了研究估计据报道,那里的新变种B.1.351(也被称为501Y.V2)的传染性比显性血统高出50%左右,这是基于它的快速传播《华尔街日报》

在巴西,它it’现在就断定在那里流行的一种名为P.1的变种是否天生更具传染性还为时过早。第一个报道1月12日在亚马逊州,它s与a有关毁灭性的玛瑙斯病例激增,研究人员此前曾估计75%的居民已经感染了SARS-CoV-2。但它位于里约热内卢里约热内卢的Oswaldo Cruz研究所的病毒学家Paola Resende说,目前还不清楚这种病毒本身的特性是否导致了病毒数量的激增。在巴西,我们可以看到很多派对,我们可以看到拥挤的酒吧,人们在街上不戴面具。我认为人口的这种行为是增长的主要原因。”

带有N501Y突变的SARS-CoV-2刺突蛋白模型(左),它影响与人类ACE2受体的结合(绿色;右)

避开免疫系统

我们的免疫系统——尤其是抗体——是对付病毒的强大进化力量。一些病原体比如流感,还有也许还通常导致感冒的冠状病毒会将其蛋白质突变成新的形状,以避免抗体的攻击,而抗体通常会阻止病毒感染细胞,这一过程被称为抗原漂移。一份研究报告的预印本最近贴到了bioRxivHatziioannou和她的同事认为在B.1.351变异中存在的RBD突变是由于抗原漂移。该团队将一种带有显性SARS-CoV-2刺突蛋白的模型病毒传代,同时存在从接受Moderna或辉瑞/生物技术疫苗的人群中提取的个体中和抗体。根据与哪种抗体一起培养,病毒会逐渐采用单一突变——要么E484K,要么K417N,要么n501y,这些都存在于B.1.351中。这表明,病毒在这些部位发生变异以避免抗体,”哈兹约安努说。

这种抗体逃逸的突变她警告说,这并不一定意味着病毒会引起更严重的疾病,或者完全欺骗免疫反应。免疫系统的其他部分可以帮助清除病毒。在那里到目前为止没有证据表明在南非或巴西发现的变异更致命。英国科学家通过对几个数据集的分析发现建议上周年代“B.1.1.7比以前的菌株更致命,但是专家说it’下结论还为时过早。另一个担忧是,那些克服了轻微感染的老年变异的人是否会变成感染用一个新的。

就我所知,没有人会因为英国变种疫苗的有效性而失眠片刻。

-约翰·摩尔,威尔·康奈尔医学院

在一个yet-to-be-peer-reviewed研究南非的科学家通过测试44名COVID-19幸存者抗B.1.351变异抗体的效力,对这种可能性进行了研究。值得注意的是,21名患者的血清样本无法中和病毒体外。与那些症状较轻的住院患者相比,来自病情较重的住院患者的抗体对病毒更有效。这些数据强调了抗原不同变异的再感染的前景。

在那里明尼苏达州卫生官员说,关于P.1变异的信息较少报道1月25日在那里被探测到,这是美国首次观测到。因为它的突变模式与b.1.351相似,即,它共享E484K和K417N RBD突变——“有理由相信适用于一种的可能适用于另一种,”摩尔指出。

雷森德和她的同事最近发现了记录两种情况下,人们重新感染了一种新的变异病毒。一种是P.1引起的再感染。另一个事件P.2是一种受到密切关注的突现姐妹变异体,其整体变化较少,但包含N501Y和E484K突变。鉴于已知SARS-CoV-2会发生再感染,尽管很少这样的轶事观察并不能说明问题不要告诉研究人员它更有可能发生与新的变体。尽管如此,所有位于受体结合区域的突变,我们都需要关注,”Resende说。

对疫苗效力的影响

大多数疫苗都针对RBD-a位点的这种逃逸突变这对接种过疫苗的人来说是个好兆头,他们理论上可能容易受到新变种的感染。虽然mRNA疫苗,如辉瑞/生物技术公司和Moderna开发的那些,更新起来相对简单,但寻求监管批准和生产新疫苗的过程却不那么简单摩尔指出,这并非微不足道。

看到mRNA疫苗的前景

抗原逃逸对b。1。7不太重要,因为变异的位置表明它不会摩尔说:“这不是一种‘逃脱’的变异。”就我所知,没有人会因为英国变种疫苗的有效性而失眠片刻。事实上,辉瑞公司和生物科技公司最近都有报道初步的数据这表明他们的mRNA疫苗对B.1.1.7和来自武汉的变异病毒一样有效。

研究人员仍在研究P.1变异的影响雷森德说:“在巴西,疫苗是非常脆弱的。B.1.351变异体在哈齐奥努的第二次实验年代研究提供了一些见解。她和她的同事检查了20名接受Moderna或辉瑞/生物技术疫苗的人的含有抗体的血浆。研究小组测试了血浆对主要的SARS-CoV-2刺突蛋白和改造成该变种的假病毒的抵抗能力s RBD突变,单个或组合。与含有初始刺突蛋白的假病毒相比,这些抗体在中和假病毒方面的效果明显较差,抗体效价下降了一到三倍。“差别真的很小,”她说,并补充说南非队检测了自然感染幸存者的抗体与实际RBD蛋白的抗体后,发现抗体效力下降的幅度更大,原因还不完全清楚。

本周,现代化报道对8名接受过该公司两剂疫苗的人的血清进行的单独体外检测的初步结果年代的疫苗。根据一项新闻稿在美国,该公司的科学家观察到B.1.351变异体的抗体效力比之前的变异体有所降低,但中和抗体的水平有所降低保持在预期的保护水平之上。”The B.1.1.7 variant had no impact on antibody potency.

人们有理由担心(疫苗),但天空没有摩尔说。一些研究人员指出,除了抗体,还有免疫记忆的其他组成部分,可以防止新变种的严重再感染。而且由于疫苗——至少是研究中检测的疫苗——如此有效,即使抗体的有效性降低了十倍,疫苗仍然对病毒相当有效,”西雅图弗雷德·哈金森癌症研究中心的进化生物学家杰西·布鲁姆告诉记者《纽约时报》

Hatziioannou预计,如果变异病毒继续传播更长时间,积累更多的变异,疫苗制造商可能必须在某个时间点更新他们的疫苗,就像每年注射流感疫苗一样。就目前而言,我认为疫苗仍然会起作用。但这是第一步:它它有一点抗性,然后再加上下一组突变再多一点,再下一组突变再多一点,直到最终我们得到一些它的抵抗力强得多。”

与此同时,新的变体正在出现。这个月,琼斯和他的同事发现俄亥俄州哥伦布市的一种新变异,它缺乏三种主要变异的突变复杂性,但拥有N501Y序列。现在是11月、12月,我们“我们已经看到所有这些N501Y突变的替代病毒在人群中的比例从低水平上升到非常高的比例,”他说。来自俄亥俄州的COH.20G/501Y变体也在美国其他地方发现,但其传播速度很难确定。

琼斯身上频繁出现的第二种变异美国最近的样本和其他中西部州的样本都位于spike (s) RBD之外。在一个控制s蛋白分裂的保守区域中的s,这也增加了这可能是病毒功能变化的可能性。”

L452R另一种似乎正在传播的变异病毒最近在加州爆发了大规模疫情,但专家表示不清楚是不是这样年代更多的传染性。

变种是一个数字游戏,摩尔说:给病毒更多的身体和更多的时间来传播,新的变种肯定会出现。Resende指出,好消息是,所有的变体——无论是现有的还是未来的——原则上都可以用相同的方法来控制:洗手,戴口罩,避免去人多的地方。”

重要SARS-CoV-2变种的并排比较

自COVID-19大流行开始以来,世界各地出现了一系列SARS-CoV-2变种。最受关注的是最近在英国、南非和巴西发现的快速传播的变异。科学家们怀疑,这些变异的特殊突变模式有可能影响它们的传播能力、毒性和/或逃避部分免疫系统的能力。后者可能使疫苗诱导或自然免疫SARS-CoV-2的人容易再次感染新的变种,这些可能的影响仍在研究中。

瑞士伯尔尼大学(University of Bern)的分子流行病学家艾玛·霍德克罗夫特(Emma Hodcroft)指出,研究人员也在密切关注其他一些变异——通常是一些不那么引人注目的突变。使事态混乱,科学家们不能同意这导致了一位研究人员所说的命名法上的“血腥混乱”。

在这里欧洲杯微信竞猜活动汇编了美国研究人员目前正在监测的与快速传播有关的一些值得注意的变异的摘要。

名称(年代)

分布

显著的突变

对传播性、毒性和免疫逃逸的潜在影响

B.1.1.7, 20 / 501 y。V1, VOC202012/01

首次发现在英国,12月底的时候已经扩散在欧洲,亚洲,欧洲的62个国家我们,和其他地方。

17最近的突变,包括N501YP681H, HV 69-70缺失,4更多的刺突蛋白;ORF8 q27在spike蛋白之外停止突变

•认为有超过40%提高传播能力

•增加毒性建议但仍未得到解决

没什么可担忧的在当前疫苗的功效

B.1.351 20 c / 501 y.v2

确认十二月末在南非,现在发现了在非洲、欧洲、亚洲和澳大利亚

21基因突变,包括spike蛋白上的N501Y、E484K和K417N,以及spike蛋白外的ORF1b缺失

建议具有更强的传染性

•没有证据表明毒性增加

•体外研究表明免疫逃避自然感染和a小的影响关于疫苗诱导抗体的效力

第1页,20 j / 501 y.v3

中发现的旅行者今年1月,他在日本机场接受检查时从巴西被拍到;现已在巴西亚马逊州广泛传播也观察到在韩国的法罗群岛和我们

17spike蛋白上的氨基酸变化,包括N501Y、E484K和K417N;spike蛋白外的ORF1b缺失

•对传播性和/或毒性的影响未知

•报告的再感染轶事,但潜在的免疫逃避仍未解决

COH.20G y / 501

已有两例N501Y突变病例检测到在俄亥俄州的哥伦布市,从12月下旬开始,在美国的其他州

N501Y,位于病毒的突起蛋白中。它缺乏在英国发现的B.1.1.7变种中存在的大多数其他突变。

•目前没有证据表明其传播性、毒性和/或免疫逃避改变

S Q677H,有时被称为“中西部”变体

含有S Q677H突变的病毒最近变得频繁的在俄亥俄州12月和1月分析的样本中,也在中西部多个州发现了

spike蛋白上的Q677H突变,M蛋白上的A85S突变,核衣壳蛋白上的D377Y突变

•迄今为止,没有证据表明其传播性、毒性和/或免疫逃避改变

L452R, B1429

L452R突变本身去年在美国和欧洲被观察到。在2021年1月,它迅速上升在加州的多个县都很常见。

L452R突变,位于spike蛋白上

•与加州的几次大规模疫情有关,但目前尚不清楚激增是否由变异本身驱动

•正在调查的对疫苗功效的影响