新冠病毒“變異”疑雲背後:專家稱突變有限對藥物設計影響較小
新冠肺炎疫情爆發以來,病毒“突變”始終是人們關心的話題。截至目前已經有多家研究機構對此展開研究。病毒突變意味著什麼?是否會引發致病機制的改變,並對藥物和疫苗的研製、使用帶來挑戰?成為值得關注的問題。儘管許多人對“病毒變異”表示擔憂,但多位專家表示,目前新型冠狀病毒的突變非常有限。
武漢大學醫學院病毒所所長楊占秋在接受紅星新聞記者採訪時表示,目前來看的,新型冠狀病毒的突變很小,對藥物設計和檢測試劑的影響較小。同時,病毒變異可以用來確定病毒的代際關係,從而尋找病源地。
3月6日,世衛組織通過媒體鼓勵各國提供病毒樣本驗證突變。同日,在國務院聯防聯控新聞發布會上,中國科學院副秘書長、中國科學院院士周琪針對病毒變異可能帶來的挑戰表示,病毒的變異到現在為止有一些報導,但是在病毒變異過程裡面需要更多的案例,也需要更多深入研究。週期稱,“目前在中國針對於病毒的變異和疫苗研發有統一部署,而且我們看到的病毒變異並沒有影響到藥物研發、抗體製備和疫苗製備”。
多篇論文聚焦病毒是否突變
專家:RNA病毒發生變異是常見現像新冠病毒變異有限
“病毒突變”,乍一聽有些恐怖,甚至會引發人們可怕的聯想。但如果了解相關知識,就會知道生物界無時無刻都發生著“突變”,這是一個“中性詞”。
“病毒、動物、植物等等每時每刻都在變化。”安徽醫科大學基礎醫學院微生物學教研室瞿明勝博士接受紅星新聞記者採訪時稱,“我們交談的過程中,我們體內的細胞就有可能發生突變。只要細胞在增殖,就有發生突變的可能性。不過人體細胞突變的機率低一些,因為DNA是雙鏈結構,相對複雜,而且大部分情況下可以矯正”。
瞿明勝說,病毒作為一種簡單的生命體,複製過程中容易出錯。但這只是相對於人來說,病毒複製過程中DNA容易發生變化,從而導致蛋白質的編碼發生變化。在病毒中也有分類,DNA病毒相對於RNA病毒穩定,比如乙肝病毒就是不易發生變化的病毒。而新型冠狀病毒是RNA病毒,RNA的單鏈結構,決定了複製過程中一旦發生錯誤,錯誤就會被保留。比如流感、HIV病毒就是RNA病毒變異機率相對較高。同樣,新型冠狀病毒也是RNA病毒。
據每日經濟新聞報導,2月18日,耶魯大學和悉尼大學的學者發表文章強調,病毒在不同宿主間傳染時,必然會發生突變,但突變並不意味著病毒會產生異常的、有破壞力的新病毒特性。
2月29日,巴西及英國科學家發表論文《南美洲首份新冠病毒報告》,提到研究人員以兩名有意大利旅行史的巴西新冠肺炎患者為研究對象,在對其病毒基因進行分析後,發現其中一人的病毒基因組與中國公佈的“Hu-1參考菌株”相比,存在3個突變點,且兩個病例的新冠病毒存在兩個不同的病毒來源。
那麼新冠病毒已經發生變異了嗎?據在線科普雜誌《返樸》梳理,2月19日,中科院西雙版納熱帶植物園在預印本ChinaXiv上傳的研究通過分析93個樣本的基因組數據發現僅有120個核苷酸位點發生突變,這些突變均勻分散在10個編碼區。2月25日,南方醫科大學分析比較38株病毒基因序列後發現,以最早測定的序列為參考,共計有117個位點突變,變異位點沒有聚集性,相對均勻分佈在整個基因組。
同時,據財新網報導,加州大學洛杉磯分校程根宏與中國疾控中心病毒病預防控制所研究員譚文傑等人的研究團隊3月2日在預印本平台bioRxiv上發表了一篇題為“新冠病毒演化中的突變、重組與插入”的研究稱,研究團隊收集並分析了120個新冠病毒基因組序列,其中包括從11名中國患者身上最新採集到的毒株基因組序列。研究構建的系統發育樹表明,不同毒株之間基因序列的差異非常有限。擁有3萬鹼基的新冠病毒,只有幾個鹼基發生了變異。
據澎湃新聞報導,在北京大學生命科學學院陸劍課題組和中國科學院上海巴斯德研究所崔傑課題組合作的,發表在《國家科學評論》的文章《關於SARS-CoV-2的起源和持續進化》。論文通過對目前為止最大規模的103個新冠病毒全基因組分子進化分析,發現病毒株已發生了149個突變點,而且多數是近期產生的。該研究揭示:新冠病毒已經演化出L和S兩個亞型。其中101個屬於這兩個亞型。從占比上看,L亞型更為普遍達到70%,S亞型占30%。
論文作者認為,根據新型冠狀病毒的演變方式推測,L亞型和S亞型的傳播能力、致病嚴重程度或許存在較大區別。
論文稱,兩個亞型的區別在於病毒RNA基因組的第28144位點,L亞型是T鹼基(對應亮氨酸,Leu),S亞型是C鹼基(對應絲氨酸,Ser)。通過與其他冠狀病毒比較,作者發現S型新冠病毒與蝙蝠來源的冠狀病毒在進化樹上更接近,從而得出S型相對更古老的結論。
L亞型在武漢暴發的早期階段更為普遍,而L亞型的發生頻率在2020年1月初後有所下降。作者認為,人為乾預可能對L亞型施加了更大的選擇性壓力,如果沒有這些干預,L亞型可能更具侵略性和擴散得更快速。另一方面,由於選擇壓力相對較弱,在進化上較老且攻擊性較小的S型可能在相對頻率上有所增加。這些發現意味著,目前迫切需要結合基因組數據、流行病學數據和2019年冠狀病毒病患者臨床症狀圖表記錄,進行進一步的全面研究。
上述研究因提出病毒突變產生了不同亞型的新型冠狀病毒,它們的感染性存在不同而備受關注。
但有專家對該研究中病毒亞型的劃分提出了不同意見。
3月6日,武漢大學醫學院病毒所所長、博士生導師楊占秋在接受紅星新聞記者採訪時稱,一般病毒的基因突變達到一定比例才可以認為是一個亞型出現,目前的研究來看,新型冠狀病毒的基因突變比例很小。
瞿明勝也表示, 在3萬個鹼基的新型冠狀病毒基因組中,可能有一個、幾個、幾十個或者上百個核苷酸發生變化很常見的事情。這算不上它有大的變異,只能說是突變。“同樣不能單純根據核苷酸突變數量,決定它是一個新的亞型。而要根據病毒的檢測抗原和宿主適應性發生變化,才能能說是一個新的亞型出現”。
病毒變異主要由內因決定巴西患者與中國患者感染的病毒並無太大差異
並未到過中國的巴西患者體內的新新冠狀病毒同武漢公佈的病毒基因相比存在3處不同,是否證明病毒在不同地域、人種之間傳播更容易發生變異?瞿明勝解釋,病毒變異由內因決定,外因誘導。
病毒變異的內因就是病毒自身的特性,包括它的基因組結構是DNA還是RNA,以及病毒的複制方式。瞿明勝說,但比起流感和HIV病毒,冠狀病毒發生變異的機率相對較低。
在外因上,病毒在不同宿主中的傳播容易也引髮變異。“比如在不同物種之間,人、蝙蝠、穿山甲,單從體溫來講就有很大差異,病毒為了適應宿主環境,自身會發生突變”。瞿明勝說,在不同人群之間,因為人群免疫力的有差異,有的人群免疫力較強,病毒受到選擇壓力,也會發生突變。還有一些病毒會因為藥物的壓力,而發生變異。“但即使沒有這些外因,病毒在大自然中流行也會發生突變。但這個突變是隨機的過程,沒有定向篩選”。
楊占秋認為,病毒本身的結構和宿主是影響病毒變異的兩個重要因素,自然環境的變化對病毒變異也有一定影響。
那麼巴西患者與中國患者在人種上的區別是否是引發病毒變異的主要原因?瞿明勝表示,病毒在傳播過程中的突變是正常現象,只要國外患者還是通過用中國的病毒設計的核算引物去檢測,就說明病毒並沒有存在多大的變異。
那麼病毒變異的趨勢可以預測嗎?楊占秋稱,病毒的變異趨勢也有病毒的結構和宿主有關係。目前來看,新型冠狀病毒病毒的變異不會很快,基因重組更不可能。
病毒變異有什麼影響?
非常大變異發生可能性極低目前並未影響藥物研發和疫苗製備
那麼新型冠狀病毒的變異會影響病人的症狀嗎?瞿明勝認為存在這種可能性,“有時候可能病毒的某一個關鍵的核苷酸或者關鍵蛋白質,它的編碼的核苷酸位點發生了一個變化,就會導致它關鍵的氨基酸發生變化。有可能就會使病毒從低致病性的變成高致病性。流感病毒有這樣的可能性,冠狀病毒肯定也有這樣可能性。但是目前為止沒有發現還沒有看到這方面的報告。”
但具體症狀單從病毒結構本身的研究很難得出結論,楊占秋認為,可以把不同症狀的病人的病毒做分析。
那麼病毒變異會對現有的藥物治療帶來挑戰嗎?尤其針對一些靶點藥物是否會導致藥效喪失。瞿明勝認為,病毒只有發生非常大的變異,受體和靶點才可能改變。從目前來看,這種程度的變異發生的可能性極低。但病毒變異可能會給疫苗的使用帶來一些挑戰,“流感和HIV的疫苗研製難點就在於病毒經常變異”。
楊占秋同樣認為,病毒變異主要是會對疫苗產生影響。但對藥物設計影響較小,因為小分子多肽是針對病毒的某個靶點,但大部分藥物是針對整個病毒的而不是針對病毒的某一個基因或者某一個部位。
同樣,目前的新冠病毒的變異程度不會引起病毒的抗原試劑和核酸試劑的失效。針對各地出現的“假陰性”或者說“复陽”的情況,楊占秋認為,原因可能還是與檢測的採樣有關,可能病人雖然沒有症狀,但體內還有病毒。採樣方式導致檢測結果不准確。
3月6日國務院聯防聯控新聞發布會上,中國科學院副秘書長、中國科學院院士周琪針對病毒變異可能帶來的挑戰表示,病毒的變異到現在為止有一些報導,但是在病毒變異過程裡面需要更多的案例,也需要更多深入研究。
“目前在中國針對於病毒的變異和疫苗研發有統一部署,而且我們看到的病毒變異並沒有影響到藥物研發、抗體製備和疫苗製備” 周琪表示,正在積極地觀測病毒變異程度,而且積極地佈局科研項目。
病毒變異監測需要多國協同可利用病毒變異進行溯源
在加州大學洛杉磯分校微生物與免疫遺傳學系教授程根宏和中國疾控中心病毒病預防控制所研究員譚文傑等人發表的論文提到,為了進一步確認新冠病毒的遺傳性突變,研究者獲取了流感病毒數據平台GISAID上上傳的120條新冠病毒基因組序列。
目前,監測病毒是否變異主要通過基因序列比較。瞿明勝告訴紅星新聞記者,目前全世界的科學家有公開的公共平台,研究機構發現了新物種、新病毒、新細菌之後,科學家都會把它的核酸序列上傳到網上,供全世界的其他的科研人員來學習、來了解、來參考這個東西。所以不同國家的人們發現自己國家流行的病毒之後,會把它的基因序列與網上的數據一一對比。
3月6日,世界衛生組織在回复每日經濟新聞採訪時呼籲,所有有確診病例的國家提供更多的病毒基因序列,以便共同展開對病毒突變的研究。
同時,根據病毒突變,可以用來確定病毒的代際關係,尋找病毒的病源地。
2月20日中科院西雙版納熱帶植物園的研究者郁文彬在植物園官網刊文稱,中國科學院西雙版納熱帶植物園聯合華南農業大學和北京腦科中心的科研人員一起收集了全世界各領域共享到GISAID EpiFluTM數據庫中覆蓋了四大洲12個國家的93個新型冠狀病毒樣本的基因組數據(截止2月12日),通過全基因組數據解析,追溯傳染源及擴散路徑。
研究發現,收到的93個樣本包含58種單倍型,來自華南海鮮市場患者樣品單倍型與H1有關,而作為更古老的基因類型樣本H3、H13和H38則來自華南海鮮市場之外。可見,華南海鮮市場的新型冠狀病毒是從其他地方傳入進來,在市場中發生快速傳播蔓延到市場之外。
目前,世界各地的研究者仍在對病毒變異和病毒溯源展開研究。