新冠病毒“变异”疑云背后:专家称突变有限,对药物设计影响较小

新冠肺炎疫情爆发以来,病毒“突变”始终是人们关心的话题。截至目前已经有多家研究机构对此展开研究。

病毒突变意味着什么?是否会引发致病机制的改变,并对药物和疫苗的研制、使用带来挑战?成为值得关注的问题。尽管许多人对“病毒变异”表示担忧,但多位专家表示,目前新型冠状病毒的突变非常有限。武汉大学医学院病毒所所长杨占秋在接受红星新闻记者采访时表示,目前来看的,新型冠状病毒的突变很小,对药物设计和检测试剂的影响较小。同时,病毒变异可以用来确定病毒的代际关系,从而寻找病源地。

3月6日,世卫组织通过媒体鼓励各国提供病毒样本验证突变。同日,在国务院联防联控新闻发布会上,中国科学院副秘书长、中国科学院院士周琪针对病毒变异可能带来的挑战表示,病毒的变异到现在为止有一些报道,但是在病毒变异过程里面需要更多的案例,也需要更多深入研究。周期称,“目前在中国针对于病毒的变异和疫苗研发有统一部署,而且我们看到的病毒变异并没有影响到药物研发、抗体制备和疫苗制备”。

多篇论文聚焦病毒是否突变

专家:RNA病毒发生变异是常见现象 新冠病毒变异有限

“病毒突变”,乍一听有些恐怖,甚至会引发人们可怕的联想。但如果了解相关知识,就会知道生物界无时无刻都发生着“突变”,这是一个“中性词”。

“病毒、动物、植物等等每时每刻都在变化。”安徽医科大学基础医学院微生物学教研室瞿明胜博士接受红星新闻记者采访时称,“我们交谈的过程中,我们体内的细胞就有可能发生突变。只要细胞在增殖,就有发生突变的可能性。不过人体细胞突变的几率低一些,因为DNA是双链结构,相对复杂,而且大部分情况下可以矫正”。

瞿明胜说,病毒作为一种简单的生命体,复制过程中容易出错。但这只是相对于人来说,病毒复制过程中DNA容易发生变化,从而导致蛋白质的编码发生变化。在病毒中也有分类,DNA病毒相对于RNA病毒稳定,比如乙肝病毒就是不易发生变化的病毒。而新型冠状病毒是RNA病毒,RNA的单链结构,决定了复制过程中一旦发生错误,错误就会被保留。比如流感、HIV病毒就是RNA病毒变异几率相对较高。同样,新型冠状病毒也是RNA病毒。

新冠病毒“变异”疑云背后:专家称突变有限,对药物设计影响较小

图文无关 图源 视觉中国

据每日经济新闻报道,2月18日,耶鲁大学和悉尼大学的学者发表文章强调,病毒在不同宿主间传染时,必然会发生突变,但突变并不意味着病毒会产生异常的、有破坏力的新病毒特性。

2月29日,巴西及英国科学家发表论文《南美洲首份新冠病毒报告》,提到研究人员以两名有意大利旅行史的巴西新冠肺炎患者为研究对象,在对其病毒基因进行分析后,发现其中一人的病毒基因组与中国公布的“Hu-1参考菌株”相比,存在3个突变点,且两个病例的新冠病毒存在两个不同的病毒来源。

那么新冠病毒已经发生变异了吗?据在线科普杂志《返朴》梳理,2月19日,中科院西双版纳热带植物园在预印本ChinaXiv上传的研究通过分析93个样本的基因组数据发现仅有120个核苷酸位点发生突变,这些突变均匀分散在10个编码区。2月25日,南方医科大学分析比较38株病毒基因序列后发现,以最早测定的序列为参考,共计有117个位点突变,变异位点没有聚集性,相对均匀分布在整个基因组。

同时,据财新网报道,加州大学洛杉矶分校程根宏与中国疾控中心病毒病预防控制所研究员谭文杰等人的研究团队3月2日在预印本平台bioRxiv上发表了一篇题为“新冠病毒演化中的突变、重组与插入”的研究称,研究团队收集并分析了120个新冠病毒基因组序列,其中包括从11名中国患者身上最新采集到的毒株基因组序列。研究构建的系统发育树表明,不同毒株之间基因序列的差异非常有限。拥有3万碱基的新冠病毒,只有几个碱基发生了变异。

据澎湃新闻报道,在北京大学生命科学学院陆剑课题组和中国科学院上海巴斯德研究所崔杰课题组合作的,发表在《国家科学评论》的文章《关于SARS-CoV-2的起源和持续进化》。论文通过对目前为止最大规模的103个新冠病毒全基因组分子进化分析,发现病毒株已发生了149个突变点,而且多数是近期产生的。该研究揭示:新冠病毒已经演化出L和S两个亚型。其中101个属于这两个亚型。从占比上看,L亚型更为普遍达到70%,S亚型占30%。

论文作者认为,根据新型冠状病毒的演变方式推测,L亚型和S亚型的传播能力、致病严重程度或许存在较大区别。

论文称,两个亚型的区别在于病毒RNA基因组的第28144位点,L亚型是T碱基(对应亮氨酸,Leu),S亚型是C碱基(对应丝氨酸,Ser)。通过与其他冠状病毒比较,作者发现S型新冠病毒与蝙蝠来源的冠状病毒在进化树上更接近,从而得出S型相对更古老的结论。

L亚型在武汉暴发的早期阶段更为普遍,而L亚型的发生频率在2020年1月初后有所下降。作者认为,人为干预可能对L亚型施加了更大的选择性压力,如果没有这些干预,L亚型可能更具侵略性和扩散得更快速。另一方面,由于选择压力相对较弱,在进化上较老且攻击性较小的S型可能在相对频率上有所增加。这些发现意味着,目前迫切需要结合基因组数据、流行病学数据和2019年冠状病毒病患者临床症状图表记录,进行进一步的全面研究。

上述研究因提出病毒突变产生了不同亚型的新型冠状病毒,它们的感染性存在不同而备受关注。

但有专家对该研究中病毒亚型的划分提出了不同意见。

3月6日,武汉大学医学院病毒所所长、博士生导师杨占秋在接受红星新闻记者采访时称,一般病毒的基因突变达到一定比例才可以认为是一个亚型出现,目前的研究来看,新型冠状病毒的基因突变比例很小。

瞿明胜也表示, 在3万个碱基的新型冠状病毒基因组中,可能有一个、几个、几十个或者上百个核苷酸发生变化很常见的事情。这算不上它有大的变异,只能说是突变。“同样不能单纯根据核苷酸突变数量,决定它是一个新的亚型。而要根据病毒的检测抗原和宿主适应性发生变化,才能能说是一个新的亚型出现”。

病毒变异主要由内因决定 巴西患者与中国患者感染的病毒并无太大差异

并未到过中国的巴西患者体内的新新冠状病毒同武汉公布的病毒基因相比存在3处不同,是否证明病毒在不同地域、人种之间传播更容易发生变异?瞿明胜解释,病毒变异由内因决定,外因诱导。

病毒变异的内因就是病毒自身的特性,包括它的基因组结构是DNA还是RNA,以及病毒的复制方式。瞿明胜说,但比起流感和HIV病毒,冠状病毒发生变异的几率相对较低。

在外因上,病毒在不同宿主中的传播容易也引发变异。“比如在不同物种之间,人、蝙蝠、穿山甲,单从体温来讲就有很大差异,病毒为了适应宿主环境,自身会发生突变”。瞿明胜说,在不同人群之间,因为人群免疫力的有差异,有的人群免疫力较强,病毒受到选择压力,也会发生突变。还有一些病毒会因为药物的压力,而发生变异。“但即使没有这些外因,病毒在大自然中流行也会发生突变。但这个突变是随机的过程,没有定向筛选”。

杨占秋认为,病毒本身的结构和宿主是影响病毒变异的两个重要因素,自然环境的变化对病毒变异也有一定影响。

那么巴西患者与中国患者在人种上的区别是否是引发病毒变异的主要原因?瞿明胜表示,病毒在传播过程中的突变是正常现象,只要国外患者还是通过用中国的病毒设计的核算引物去检测,就说明病毒并没有存在多大的变异。

那么病毒变异的趋势可以预测吗?杨占秋称,病毒的变异趋势也有病毒的结构和宿主有关系。目前来看,新型冠状病毒病毒的变异不会很快,基因重组更不可能。

病毒变异有什么影响?

非常大变异发生可能性极低 目前并未影响药物研发和疫苗制备

那么新型冠状病毒的变异会影响病人的症状吗?瞿明胜认为存在这种可能性,“有时候可能病毒的某一个关键的核苷酸或者关键蛋白质,它的编码的核苷酸位点发生了一个变化,就会导致它关键的氨基酸发生变化。有可能就会使病毒从低致病性的变成高致病性。流感病毒有这样的可能性,冠状病毒肯定也有这样可能性。但是目前为止没有发现还没有看到这方面的报告。”

但具体症状单从病毒结构本身的研究很难得出结论,杨占秋认为,可以把不同症状的病人的病毒做分析。

那么病毒变异会对现有的药物治疗带来挑战吗?尤其针对一些靶点药物是否会导致药效丧失。瞿明胜认为,病毒只有发生非常大的变异,受体和靶点才可能改变。从目前来看,这种程度的变异发生的可能性极低。但病毒变异可能会给疫苗的使用带来一些挑战,“流感和HIV的疫苗研制难点就在于病毒经常变异”。

杨占秋同样认为,病毒变异主要是会对疫苗产生影响。但对药物设计影响较小,因为小分子多肽是针对病毒的某个靶点,但大部分药物是针对整个病毒的而不是针对病毒的某一个基因或者某一个部位。

同样,目前的新冠病毒的变异程度不会引起病毒的抗原试剂和核酸试剂的失效。针对各地出现的“假阴性”或者说“复阳”的情况,杨占秋认为,原因可能还是与检测的采样有关,可能病人虽然没有症状,但体内还有病毒。采样方式导致检测结果不准确。

3月6日国务院联防联控新闻发布会上,中国科学院副秘书长、中国科学院院士周琪针对病毒变异可能带来的挑战表示,病毒的变异到现在为止有一些报道,但是在病毒变异过程里面需要更多的案例,也需要更多深入研究。

“目前在中国针对于病毒的变异和疫苗研发有统一部署,而且我们看到的病毒变异并没有影响到药物研发、抗体制备和疫苗制备” 周琪表示,正在积极地观测病毒变异程度,而且积极地布局科研项目。

病毒变异监测需要多国协同 可利用病毒变异进行溯源

在加州大学洛杉矶分校微生物与免疫遗传学系教授程根宏和中国疾控中心病毒病预防控制所研究员谭文杰等人发表的论文提到,为了进一步确认新冠病毒的遗传性突变,研究者获取了流感病毒数据平台GISAID上上传的120条新冠病毒基因组序列。

目前,监测病毒是否变异主要通过基因序列比较。瞿明胜告诉红星新闻记者,目前全世界的科学家有公开的公共平台,研究机构发现了新物种、新病毒、新细菌之后,科学家都会把它的核酸序列上传到网上,供全世界的其他的科研人员来学习、来了解、来参考这个东西。所以不同国家的人们发现自己国家流行的病毒之后,会把它的基因序列与网上的数据一一对比。

3月6日,世界卫生组织在回复每日经济新闻采访时呼吁,所有有确诊病例的国家提供更多的病毒基因序列,以便共同展开对病毒突变的研究。

同时,根据病毒突变,可以用来确定病毒的代际关系,寻找病毒的病源地。

2月20日中科院西双版纳热带植物园的研究者郁文彬在植物园官网刊文称,中国科学院西双版纳热带植物园联合华南农业大学和北京脑科中心的科研人员一起收集了全世界各领域共享到GISAID EpiFluTM数据库中覆盖了四大洲12个国家的93个新型冠状病毒样本的基因组数据(截止2月12日),通过全基因组数据解析,追溯传染源及扩散路径。

研究发现,收到的93个样本包含58种单倍型,来自华南海鲜市场患者样品单倍型与H1有关,而作为更古老的基因类型样本H3、H13和H38则来自华南海鲜市场之外。可见,华南海鲜市场的新型冠状病毒是从其他地方传入进来,在市场中发生快速传播蔓延到市场之外。

目前,世界各地的研究者仍在对病毒变异和病毒溯源展开研究。

红星新闻记者 赵倩 吴阳

编辑 刘宇鹏

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