为什么英国新冠突变毒株这么受关注?

来源: 北京百普赛斯生物科技股份有限公司   2021-1-15   访问量:657评论(0)

2020年12月底,英国官员发出紧急报告,称一种具有高度传染性的新冠病毒突变株(B.1.1.7)正在英国传播。基因组的测序结果表明,B.1.1.7携带着多种基因突变,其中有些基因突变可能增强它的传播能力。

作为RNA病毒,新冠病毒出现新变体并不奇怪。中科院武汉病毒研究所研究员石正丽说,“病毒基因突变是永恒的,我们所能检测到的变异都是能成功存活和传播的病毒。”

为什么这次在英国传播的突变株这么令人关注呢?BBC报道称,以下英国突变株的三个特点,是其引起高度关注的原因:

  • 它正在迅速取代其他新冠病毒株

  • 突变会对病毒的一些组成部分带来重要影响

  • 实验室的结果发现,一些突变会增强病毒感染细胞的能力

这些因素导致产生了一种传播力更强的变种新冠病毒。

图1. MK LHL检测数据显示H69/V70缺失变异在PCR阳性患者中的出现频率增加

新冠病毒最特殊之处主要在于两点:

1. 病毒通过刺突蛋白 (S蛋白) 上受体结合域 (RBD)与宿主细胞表明的ACE2蛋白结合;

2. 在S蛋白S1和S2亚基间存在Furin蛋白酶切割位点。(点击查看新冠病毒与宿主细胞互作图

而根据美国疾控中心(CDC)报道,B.1.1.7病毒株具有23个突变,包括14个非同义突变 (氨基酸改变)、6个同义突变 (非氨基酸改变)和3个氨基酸缺失,其中:RBD上第501位天冬氨酸(N)被酪氨酸(Y)取代(N501Y);Furin切割位点毗邻位置681位脯氨酸(P)被组氨酸取代(P681H),这两处突变恰好出现在新冠病毒的特殊功能位点。

此外,根据结构预测,69/70氨基酸缺失也可能会导致刺突蛋白的结构发生变化(即构象变化)。

图2. 新冠Spike突变体3D结构(英国突变株,来源:GISAID)

除了英国突变株B.1.1.7外,在南非也出现了新冠病毒的另一突变株,称为20C / 501Y.V2或B.1.351。南非突变株的RBD蛋白上发现有3个突变,其中N501Y突变与英国突变株一致。

图3. 新冠Spike突变体3D结构(南非突变株,来源:GISAID)

美国CDC指出,这些新型新冠病毒突变株可能存在一些危害,如:

在人群中传播更快(有证据);

引起人类更严重的疾病(未看到证据);

降低单克隆抗体等抗新冠病毒药物的有效性(可能);

逃避疫苗诱导的免疫应答(目前可能性不大;但是积累多个突变后有可能)。

目前没有数据支持新的病毒突变株毒性增强,对于广大的民众而言,不需要太过担心突变株毒性,但是对科研工作者和医药研究者,需要关注并研究新突变株是否会逃逸现有疫苗及中和抗体的保护。值得关注的是,近日辉瑞(Pfizer)公司和德克萨斯大学医学院(University of Texas Medical Branch)的研究人员在预印本网站bioRxiv上发布最新研究,显示由辉瑞和BioNTech联合开发的新冠疫苗BNT62b2,对携带N501Y基因突变的病毒株仍然具有相同的保护能力。

ACROBiosystems提供覆盖N501Y、HV69-70del、D614G、P681H等B.1.1.7中包含的9个突变位点的一系列Spike蛋白,包括单点突变和多点突变,可应用于新冠病毒传染性和致病性机理、疫苗免疫应答、中和抗体作用等方面研究中。

验证数据

图4. SDS-PAGE实验数据表明,RBD蛋白N501Y突变 (Cat.# SPD-C52Hn) 纯度大于90%

图5. ELISA实验数据表明,S1蛋白D614G突变 (Cat.# S1N-C5256 ) 与Human ACE2蛋白(Cat.# AC2-H5257)结合活性高.

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参考资料:

1. https://www.bbc.com/zhongwen/simp/science-55408605

2. https://www.gisaid.org/references/gisaid-in-the-news/uk-reports-new-variant-termed-vui-20201201/

3. https://www.gisaid.org/references/gisaid-in-the-news/novel-variant-combination-in-spike-receptor-binding-site/

4. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/more/science-and-research/scientific-brief-emerging-variants.html

5. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/more/scientific-brief-emerging-variant.html

6. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.07.425740v1



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