較真 | 新冠病毒一突變株成為世界主流病毒株，意味著什麽？

較真要點：

查證者：李雷丨中國科學院生物學博士

新冠肺炎的基本傳染數R0引發了很多討論。R0即基本傳染數，指在流行病學上，沒有外力介入，同時所有人都沒有免疫力的情況下，一個感染到某種傳染病的人，會把疾病傳染給其他多少個人的平均數。此前對於新冠肺炎的R0值估計總體上如鍾南山院士所說，是在2到3之間。但在美國CDC期刊《新興傳染病》雜誌發表的一項新的研究認為，新冠肺炎的R0值高達5.7，如此高的R0也決定了新冠肺炎屬於非常難以防禦的一種傳染病，需要加大舉措才能將其遏製。

同樣是計算得出新冠病毒的R0為5.7的美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory），其最近的一篇研究（未經同行評議）指出，新冠病毒之前發生過一次重要的變異，變異株成為了當前世界的主流病毒株，這也是導致新冠病毒肆虐的一個生物學因素。那麽這個結論如何得來？我們研讀一下相關內容。

一、監控發現一種特殊變異造就了世界主流病毒株

新冠疫情發生以來，科學家們對新冠病毒的基因序列檢測工作一直在進行，目前已經有幾千條序列上傳到了公共數據庫GISAID，而各地的研究人員還在不斷地上傳新的序列。不過這些序列可不是一模一樣的，而是在不斷地發生變化，也就是基因變異。這裡要解釋一下，很多時候，人們談到基因變異而色變，其實是完全沒必要的。因為基因變異是一種非常常見的自然現象，無論是外界因素還是基因複製過程本身發生的隨機錯誤，都有可能造成基因發生突變，而大部分變異本身並沒有好或者壞的影響，僅僅是一些隨機發生的過程。

對於新冠病毒來說也是一樣，新冠病毒是一種單鏈RNA病毒，RNA病毒很容易發生變異。事實上，從第一例新冠病毒基因上傳到如今，其基因組上已經有了數百個變異了。但是大部分僅僅是隨機變異，並沒有造成特別大的影響。

儘管如此，我們也不可掉以輕心，因為一些特殊變異可能會造成新冠病毒本身性質的變化——這類型變異可能造成其傳播能力、致病能力發生變化，對於疫情的防控有較大的影響。鑒於此，研究人員開發出了一個序列實時比對系統，以關注病毒的變異情況。

在上述系統監控下，研究人員注意到了一個特殊的變異，那就是D614G變異。614是指病毒氨基酸序列的第614位，D614G變異通俗地講就是病毒株的第614位氨基酸由天冬氨酸（D）變成了甘氨酸（G）。那麽這個變異後的病毒株G614到底有什麽特殊之處呢？我們首先看一下流行病學上的特徵。

由上圖我們可以看到，在3月之前，全世界流行的病毒株主要是D614（橙色），但是從2月起，新的突變株G614（藍色）開始快速增加，並且迅速成為了佔世界主流的病毒株。這一情況在全世界各地都在上演。到了4月的時候，全球的主要流行病毒株一半以上是G614。

二、變異株迅速擴散到全世界的原因：基因關鍵位置突變導致病毒特性發生變化

變異後的病毒株G614從最初的小比例，迅速上升成為全世界主流病毒株，意味著其本身具備一些新的特徵。於是研究人員對該變異造成的影響進行了探究。

研究發現，D614G變異發生在新冠病毒的S蛋白區域。S蛋白就是大家看到新冠病毒表面那些凸起的地方，也是新冠病毒命名中的“冠”的來源。這些凸起對於病毒本身至關重要，S蛋白可以和我們細胞上的ACE2受體進行結合，使得我們的細胞將其當做正常物質吞入，從而發生感染，S蛋白對於新冠病毒來說就是一把開啟細胞的鑰匙。而這個D614G的變異，恰好使得S蛋白結構發生了一些變化，降低了這個蛋白的兩個亞基之間的作用力，作者認為這種改變可能有兩種影響：

1、使病毒更容易和細胞發生融合，從而使傳染性增強。

2、增加ADE效應。所謂ADE效應,是指“抗體依賴增強症”(antibody-dependent enhancement)。一般情況下，我們感染了病原體後會獲得特異性免疫，且生成記憶細胞，這樣下次感染的時候免疫就會迅速激活從而發揮作用。但是有的時候，這種特異性免疫反應是有害的，那就是如果病原體發生了變異再次入侵，機體沒有辨別清楚，繼續產生之前的免疫，這種免疫對於變異後的病原體是無效或者有限的。機體不再去應對新病原體，反而會幫助其侵入宿主細胞。結果就是感染後的人，會比沒有抗體的人症狀更嚴重。結合SARS病毒的研究，作者推測這種變異可能會導致ADE效應增加（此處僅為推測，目前尚未確定新冠肺炎是否存在ADE效應）。

以上推測一定程度上在流行病學中得到了體現，比如英國謝菲爾德的病例中，到了後期，G614明顯越來越多，而且G614患者體內的病毒量要高於D614患者體內的病毒量，一定程度上意味著其病情更加嚴重，這可能與ADE效應有關。

以上流行病學的調查和分析，佐證了作者的一個推測，那就是G614變異的確是一個重大事件，它導致了病毒特性發生了變化，可能變得更容易傳播，危害性也更大，並逐漸成為世界上主要流行病毒株。

三、相比病毒變異，更需要關注防控措施以及疫苗研發

上面的變化告訴我們一個事實，那就是新冠病毒一直在變異，而某些變異可能造成病毒特性變化，從而增加其流行的可能性。但是，這並不是我們失望或者消極的理由。事實上，之前就有研究人員指出，早期在武漢，新冠病毒就曾發生過一次重大變異——病毒的祖先型S型變異成為了年輕的L型，而L型變得更加容易傳播。然而，我國通過實行隔離等有效措施，最終還是把更危險的病毒類型給壓製下去了。

如上圖，左邊，武漢的病毒類型大量變成了年輕的L型，而武漢之外，L型比例要低很多。右邊，在1月7日前，新的L型病毒比例高達96.2%，而在之後，這個比例降到了62.2%，可以說是把這個更有侵略性的L型病毒抑製住了。無論病毒如何變異，積極防疫仍是關鍵。

由於新冠疫苗研發如火如荼，很多人也將希望寄托在了疫苗身上。現在病毒的變異可能會影響到疫苗的效果，因此是一個值得關注的事情。研究者也指出，一些疫苗研究人員一直在使用在疫情早期分離出的病毒基因序列，而病毒持續發生著變異，如果基於原始病毒株進行設計藥物和疫苗，它們可能無法有效抵抗新的病毒株。

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