2021年1月20日,北京大興區(qū)通報了2例本土新冠肺炎病例樣本的病毒基因測序結(jié)果,結(jié)果表明2例樣本均屬于L基因型歐洲家系分支(B.1.1.7),與英國發(fā)現(xiàn)的新冠病毒突變株高度同源。至此,國內(nèi)上海、廣東和北京等地均已通報檢出B.1.1.7突變株感染者,引起了廣泛關注。
新冠病毒的突變點都有哪些?突變會導致怎樣的影響?日常的核酸檢測是否還有效?今天,筆者就帶大家詳細了解一下新冠病毒的這些突變“兄弟們”。
什么是病毒突變株?
病毒在進行復制時,其遺傳物質(zhì)會發(fā)生變化,這些變化被稱為“突變”。而具有一個或多個新突變的病毒被稱為原始病毒的“變體”(即突變株)。新冠病毒作為一種分子穩(wěn)定性相對較差的RNA病毒,發(fā)生突變是再正常不過的一件事情,目前全球已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種新冠病毒的變體,其中大部分對新冠病毒的屬性影響很小甚至無影響,我們真正需要關注的是那些會影響病毒屬性的突變株。
新冠病毒的“有效”突變株主要從兩方面來影響病毒的屬性:
1)增強新冠病毒與宿主蛋白ACE2受體的親和力,從而增強病毒的感染能力;
2)幫助新冠病毒逃逸宿主免疫系統(tǒng)的攻擊,導致人類二次感染概率升高甚至降低疫苗有效性。
目前,尚無證據(jù)表明已知的突變點會增強新冠病毒的致病性(人感染后病情加重)。
五種重要的突變株
世界衛(wèi)生組織(WHO)2020年12月31日正式通報了自新冠病毒疫情爆發(fā)以來主要的4種病毒突變株,分別為D614G突變株、“Cluster 5”突變株、B.1.1.7突變株和B.1.351突變株,加上近日“突起”的P.1突變株,共有5種引人注目的新冠突變株。
圖1 不同突變株需要重點關注的突變位點
●D614G突變株
2020年1月底發(fā)現(xiàn)的D614G突變株,也稱B.1突變株,其突變位點主要為S蛋白上的D614G。至2020年6月,D614G突變株已成為全球范圍內(nèi)流行的主要毒株,其占比高達64.6%。D614G突變株的復制和傳播更快,感染能力更強,傳染性更強。
圖2 D614突變株的流行趨勢
●“Cluster 5”突變株
“Cluster 5”突變株是人與中間宿主互相傳播的典型代表,其可在人與水貂中傳播。“Cluster 5”突變株于2020年8-9月在丹麥發(fā)現(xiàn),至少含有2個關鍵突變:Y453F突變和69-70del突變。世界衛(wèi)生組織稱,“Cluster 5”突變株可能造成人體中和抗體的活性適度減弱,導致人體在自然感染或接種疫苗后,產(chǎn)生的免疫保護范圍和持續(xù)時間縮短,但其在世界范圍內(nèi)流行程度較低。
●B.1.1.7突變株
2020年12月14日英國向世衛(wèi)組織通報出現(xiàn)新的“B.1.1.7突變株”(又稱VUI-202012/01),該毒株的3個位于S基因上的關鍵突變具有潛在的生物學功能,分別為N501Y突變、69-70del突變和p681H突變。初步的研究結(jié)果表明,B.1.1.7突變株的傳染性可能比普通毒株高出56%,目前已傳播至約60個國家和地區(qū)。
圖3 B.1.1.7突變株的全球流行情況
●B.1.351突變株
B.1.351突變株自2020年8月首次發(fā)現(xiàn)于南非并迅速傳播,于11月初成為南非的主要流行株。B.1.351突變株的3個位于S基因上的關鍵突變具有潛在的生物學功能,分別為N501Y突變、E484K突變和K417N突變。最新的研究結(jié)果表明,B.1.351突變株的傳播能力更強,對其他毒株誘導的中和抗體的敏感性顯著下降,導致人類二次感染新冠的風險增高。
圖4 B.1.351突變株的全球流行情況
●P.1突變株
P.1突變株屬于B.1.1.28分支,于2021年1月1日在圣保羅被發(fā)現(xiàn),隨后傳至日本。P.1突變株的3個位于S基因上的關鍵突變具有潛在的生物學功能,分別為N501Y突變、E484K突變和K417T突變。K417是中和抗體(neutralizing antibodies,nAbs)的重要靶點,有研究表明,該突變可降低病毒與人體內(nèi)中和抗體的親和力,從而有助于免疫逃逸。
圖5 P.1突變株的全球流行情況
莫慌!核酸檢測依然靠譜
新型冠狀病毒肺炎疫情爆發(fā)以來,新冠病毒核酸檢測已經(jīng)成為群眾日常生活中司空見慣的場景,甚至在2021年的春節(jié),一張核酸檢測陰性報告成為了大家回鄉(xiāng)的“車票”。當下,越來越多新冠病毒突變株的出現(xiàn)引起了人們對于新冠核酸檢測有效性的擔憂。莫慌,筆者這就給大家排解焦慮~
依據(jù)國家新冠診療方案的要求,國內(nèi)主流的新冠檢測試劑靶標多為ORF1ab基因和N基因,而目前發(fā)現(xiàn)的新冠突變株的“有效”突變點基本集中在S蛋白上,對于檢測的有效性不會造成顯著影響。此外,伯杰醫(yī)療目前亦已完成對現(xiàn)有試劑引物探針與突變株的核對,結(jié)果證實:伯杰醫(yī)療已經(jīng)上市的新型冠狀病毒2019-nCoV核酸檢測試劑盒(熒光PCR法),針對最新突變株均不會出現(xiàn)脫靶和漏檢,仍可保證檢測試劑的準確性和靈敏性。
如何快速鑒別新冠突變株?
截至目前,全球已知的新冠病毒變體高達數(shù)百種,其中引人關注的B.1.1.7突變株、B.1.351突變株和P.1突變株存在的免疫逃逸現(xiàn)象已經(jīng)引起廣泛關注和討論,隱患依然存在。因而,世衛(wèi)組織及國際專家依然在密切監(jiān)測新冠病毒的變化,以便能及時發(fā)現(xiàn)重大突變,國內(nèi)也仍需投入巨大的精力監(jiān)測新冠突變株的流行情況。看來,對于這些突變株,不該省的工序還是不能省~
當下,全球?qū)π鹿谕蛔冎辏ㄓ绕涫俏粗蛔冎辏┑谋O(jiān)測,主要依賴基因測序技術(shù)以及全球科研人員對測序結(jié)果數(shù)據(jù)的共享。但基因測序的時間往往較長,在情況緊急時,及時響應成了一個大問題。因而,對于已知有特異性突變點的突變株,我們也可以通過熒光PCR技術(shù)對突變株進行快速鑒別分型和溯源監(jiān)測,避免貽誤疫情防控。
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