当前，世界各地的科学家都在密切跟踪新冠病毒的突变，并研究这些突变是否会改变病毒的特性。本文介绍了当前主要变异株的特点和影响，并作了简要梳理。

 

撰文 | 史隽

 

自从2020年初新冠肺炎 (COVID-19) 大流行开始以来，全世界已出现了一系列新冠病毒的变异株。在疫情早期，一种含有刺突蛋白D614G突变的新冠病毒在世界范围内占据主导地位。科学界普遍认为，D614G突变使病毒更容易传播。近来最受瞩目的是在英国、南非和巴西发现的快速传播的变异株，科学家们怀疑，这几个变异株的特定突变组合可能会影响病毒的传播能力、致病力、免疫逃避能力等。这些问题仍在进一步的研究中。

 

很多人不禁要问，怎么最近突然出现这么多的变异株？

 

去年的《117疫情观察：详解病毒基因序列追踪流调大法》就曾介绍过，就突变速度而言，新冠病毒算不上是病毒中的法拉利，相反和许多别的病毒相比，新冠病毒的变异速度并不快，约为流感病毒的一半，艾滋病毒的四分之一。新冠病毒的约 30,000个碱基的RNA基因组每月大约会有两个碱基的突变。

 

然而，新冠疫情到现在已经持续了一年多，这意味着新冠病毒在人体内繁殖和跳跃超过了一年，因此不可避免地变异累积，进而发展成有无数分支的多样的变异进化树（图1）。

图1. Nextstrain.org上新冠病毒的进化树

 

相较原病毒，很多变异株 (每一株携带特定的突变) 的传染性和致病能力并没有很大的改变，因此并不引人注目。目前，有三种迅速传播的变异株饱受关注，它们分别首先在英国、南非和巴西发现，具有一些不寻常的突变。这三个变异株共享一个称为N501Y的突变，该突变在病毒表面刺突蛋白的受体结合域 (RBD)。受体结合域对新冠病毒感染宿主 (例如人) 至关重要：病毒就是利用受体结合域，结合人类细胞表面的ACE2受体，从而进入细胞，实现感染。细胞和动物模型研究表明，N501Y的突变可能使新冠病毒能更紧密地与ACE2受体结合，增强病毒的感染力[1]。

 

单纯只有N501Y的突变也不那么可怕。然而这些变异株除此之外，还有异常大量的其他突变，其中一些也在刺突蛋白上。有可能，这些多重突变叠加——而不是单个突变——才导致了病毒特性的实质性变化，例如更高的传播能力。

 

大约在2020年11-12月，科学家们发现带有N501Y突变的变异株在感染人群中的比例显著升高。相似的突变出现在三个独立的变异株中，并且迅速扩散的事实，使科学家怀疑这些变异株可能具有进化优势。

 

南非和巴西变异株的刺突蛋白上有8-10个突变叠加在一起。最令人担忧的是，刺突蛋白既是疫苗的抗原，又是抗体鸡尾酒疗法（如再生元公司 (Regeneron Pharmaceuticals)研发的，已批准上市）的靶标。这些变异株很可能成为新一代新冠病毒的开山鼻祖，能逃避抗体疗法，或者能逃逸疫苗的免疫保护，甚至两个都能。

几个著名的新冠病毒变异株

 

上表罗列了几个著名的新冠病毒变异株，科学家们还在密切注意其他几种不那么引人注目的变异株。因为科学家们对新变异株的命名系统还未达成统一意见标准化，命名系统还是一团混乱。

 

只要新冠疫情一天不能有效地控制住，新冠病毒就会有更多的机会传播到更多的机体，未来肯定还会出现新的变种。

 

好消息是，所有的变异株，无论是现有的还是将来的，原则上都可以通过相同的措施进行防控：勤洗手，戴口罩，社交距离和避免拥挤的地方。

 

参考文献

 

[1] H. Gu et al., Adaptation of SARS-CoV-2 in BALB/c mice for testing vaccine efficacy. Science 369, 1603-1607 (2020).

 

[2] https://twitter.com/EricTopol/status/1352737311281168385.

 

[3] https://virological.org/t/preliminary-genomic-characterisation-of-an-emergent-sars-cov-2-lineage-in-the-uk-defined-by-a-novel-set-of-spike-mutations/563.

 

[4] https://cov-lineages.org/global_report_B.1.1.7.html.

 

[5] H. Tegally et al., Emergence and rapid spread of a new severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) lineage with multiple spike mutations in South Africa. medRxiv, 2020.2012.2021.20248640 (2020).

 

[6] https://cov-lineages.org/global_report_B.1.351.html.

 

[7] https://www.reuters.com/article/us-health-coronavirus-japan-variant/japan-finds-new-coronavirus-variant-in-travellers-from-brazil-idUSKBN29F08R.

 

[8] https://cov-lineages.org/global_report_P.1.html.

 

[9] https://virological.org/t/sars-cov-2-reinfection-by-the-new-variant-of-concern-voc-p-1-in-amazonas-brazil/596.

 

[10] https://virological.org/t/spike-e484k-mutation-in-the-first-sars-cov-2-reinfection-case-confirmed-in-brazil-2020/584.

 

[11] H. Tu et al., Distinct Patterns of Emergence of SARS-CoV-2 Spike Variants including N501Y in Clinical Samples in Columbus Ohio. bioRxiv, 2021.2001.2012.426407 (2021).