發表在開放期刊PLOS Pathogens上的兩項研究提供了新的證據，支持免疫系統在塑造SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）的進化中發揮重要作用。這些發現以及它們背後的新技術提高了對SARS-CoV-2新菌株如何產生的理解，這可能有助於指導治療和疫苗接種工作。

對於第一項研究，華盛頓州西雅圖弗雷德·哈欽森癌症研究中心的Rachel Eguia及其同事試圖通過調查一種與之密切相關的病毒，該病毒已經廣泛流通了更長的時間：普通感冒病毒229E，從而更好地了解SARS-CoV-2。

229E和SARS-CoV-2同屬于冠狀病毒家族，冠狀病毒的特點是有一種”尖峰蛋白”，能夠感染人體細胞。感染229E的人，會產生針對尖峰蛋白的免疫反應，保護他們不被再次感染，但只能維持幾年。然後，再感染的發生是因為免疫反應的消失還是因為229E進化為逃避免疫反應一直不清楚。

Eguia及其同事通過檢測20世紀80-90年代從患者收集的血清樣本對老的229E菌株和後來進化的菌株的釘狀蛋白的活性來解決這個問題。他們發現，老的尖峰蛋白對老的血清很脆弱。然而，現代穗蛋白能夠避開老的血清，而對現代患者的血清仍然脆弱。

這一分析表明，現代229E菌株積累了穗蛋白突變，使其能夠躲避舊血清。這些發現提出了SARS-CoV-2和其他冠狀病毒可能會經歷類似的進化，COVID-19疫苗可能需要定期更新，以保持對新菌株的有效性。

作者補充道：”人類普通感冒冠狀病毒在數年到數十年的時間裡不斷進化，以削弱人類多克隆血清抗體的中和作用。這項工作表明，人類冠狀病毒經歷了顯著的抗原進化，可能有助於最終的再次感染。”

在第二項研究中，馬里蘭州貝塞斯達國家過敏和傳染病研究所的Sung Hee Ko及其同事開發了SARS-CoV-2尖峰蛋白基因測序的新技術，從而能夠檢測到可能在單個感染患者中同時存在的多個SARS-CoV-2菌株。

以往的研究使用標準測序方法從單個患者中產生單一的基因序列，掩蓋了多種SARS-CoV-2菌株的潛在存在。相比之下，新技術突出了每個患者體內的病毒多樣性，並能追踪新的SARS-CoV-2菌株在急性感染過程中的進化。

事實上，當研究人員將新方法應用於人類呼吸道樣本時，他們發現在急性感染過程中，同一患者體內產生了新的SARS-CoV-2變種。這些變體的精確突變表明，它們是在免疫系統的選擇性壓力下產生的。

未來新技術的應用可以提高對單個患者體內新的SARS-CoV-2變異體的進化如何影響其結果的理解。研究結果還表明，與延遲使用單一抗病毒藥物治療相比，患者從能夠針對多種菌株的抗病毒藥物的早期治療中可能看到更大的好處。

作者補充說：”我們使用新技術表​​明，具有突變尖峰蛋白的冠狀病毒變種可以在感染過程的早期產生。我們的結果表明，每個人的病毒進化比以前認為的要多，對臨床結果和可傳播變異株的出現有潛在的影響。”

這兩項研究共同加深了對新的SARS-CoV-2菌株如何在免疫系統活動的反應下產生的理解，有可能為更多的研究和改進治療鋪平道路。