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专家对新型冠状病毒突变组合的风险持谨慎态度

发布时间:2022-01-13

            


  严重呼吸综合征冠状病毒2(新型冠状病毒)基因组包含单链加链核糖核酸基因组(ssRNA()基因组)。ssRNA()的基因组大小在26到32千碱基(kb)之间,由于3’到5’核酸外切酶的“校对”机制,它具有高保真复制。

  自2019年12月首次出现以来,新型冠状病毒基因组一直在进化,并在适应人类宿主的过程中显示出准物种多样性。尽管迄今为止在新型冠状病毒基因组中发现的成千上万个突变中的大多数都不是显著的功能改变,但它们已经被证明在病因学上是有价值的。

        

  背景

  到目前为止,新型冠状病毒已经变异成五种令人担忧的变种。Alpha、Beta、Gamma和Omicron  VOC共享基本峰值突变“N501Y”,而“P681R”对Delta的扩散至关重要。

  自2019年冠状病毒疾病(新冠肺炎)疫情开始以来,研究人员预测将发生重大突变,尤其是在刺突蛋白中。2020年4月宣布的D614G突变导致传染性更强的G15毒株在全球范围内取代了病毒的遗传背景,而不影响疫苗的效力。

  然而奥米克隆变异VOC共有的N501Y突变导致感染率和传播增加,疫苗效力下降,新型冠状病毒感染新物种(如野生型小鼠)的能力增强。另一个重要的突变是P681R,它改变了furin蛋白酶的切割位点,导致Delta变体更大的传染性、传播性和全球影响力。


  关于研究

  鉴于这些发现,最近在medRxiv  *印前服务器上发表的一项研究评估了P681R、N501Y和D614G突变(MOCI)自然同时发生的风险,这些突变目前因融合进化而备受关注。这导致与以前发现的变体相比,新型冠状病毒变体更受关注,并指出最近的Omicron  VOC具有N501Y但没有P681R突变。

  目前的研究还旨在建立一种方法和管道,用于分析具有显著突变组合的变体的传播。

      

  这里,数据是从全球共享所有流感数据倡议(GISAID)中提取的,这是世界上最大和最完整的新型冠状病毒序列文件。准物种理论和计算机模拟被用来评估研究结果。本文分析了来自GISAID的420多万条新型冠状病毒基因组序列,确定2020年10月至2021年11月,N501Y和P681R突变在D614G突变峰值背景下至少发生了3678次。这三个MOCI的首次观测是2020年10月17日在斯洛文尼亚进行的;然而,该国没有报告随后的事件。


  研究成果

  GISAID数据挖掘显示,3,678个条目(0.1%)包含MOCI,其中大部分是Alpha  (61.3%)变体和Beta  (0.4%)、Gamma  (6.4%)、Delta  (21.2%)和Omicron  (0.0%)菌株。此外,在当前或以前的感兴趣的变异体中鉴定出了这些MOCI中的一些(VOI),包括Mu  (0.3%)、Kappa  (0.2%)和Iota  (0.02%)菌株。在未被归类为挥发性有机化合物、VOI、受监测的变异体(VUM)或特定亚谱系的其他变异体中也检测到10.2%的一小部分。

  

  描述2020年10月至2021年10月在不同国家、州和城市观察到的P681R、N501Y和D614G突变的新型冠状病毒变异体开始和结束的离散时间表。具有50个或更多观测值和10个或更多观测值的国家和城市被认为是重要的,因此包括在该时间表中。

  在大约110万个Alpha和Omicron  VOC条目中发现了Y501-H681组合。在3 678起常见事件中,三分之二发生在法国、土耳其或美利坚合众国,而其他57个国家报告了其他事件。

  此外,55.5%和39.6%的共现分别与Q4和P.1.8亚谱系有关,并获得P681R。同时,10.7%和3.8%分别与Delta  B.1.617.2谱系和AY.33亚谱系相关,获得N501Y,其余10.2%与其他变异体相关。N501Y和P681R分别具有选择性的优势。然而,Y501-R681的组合并没有在所有测试案例中优于其他变体。

       
  影响

  尽管目前的研究结果对全球公共卫生倡议来说是令人鼓舞的,但在缺乏令人信服的科学研究来解释这一事件的情况下,需要进行体外和体内研究。目前,该研究还建立了一个管道,用于系统分析公共领域数据中重要突变的组合,并提供传播预警。

  尽管预测将提供最佳选择优势的特定突变组合仍然是一个挑战,但以前在其他主要谱系中观察到的突变可能会在当代菌株中自发重新出现,从而增加其传染性并恶化疾病预后。

        

  本研究发现,同时发生的三个关键突变D614G、N501Y和P681R似乎没有传播。虽然在三个国家得到证实,但Y501-R681的组合并没有超过其他变体。

  本研究中使用的方法可用于确定一些突变组合的遗传性,特别是在奥米克龙变异体中,该变异体包含几个未识别的突变。

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