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蛋白|警惕！日本病毒学家：英国发现的变异株毒力更强

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◎ 科技日报采访人员 陈超
近日 ， 世界各地不断出现有关新冠病毒变异的报道 ， 使得病毒变异成了人们关注的焦点 。 在英国、南非、巴西、丹麦、荷兰、美国、澳大利亚、加拿大、意大利、冰岛、日本、中国等几十个国家都相继发现了新冠病毒变异株所引发的感染传播 。

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图源：新华社
这些新出现的新冠病毒变异株是否会影响病毒的传播？是否会导致感染后的病情加重？是否会影响疫苗的效力、导致阻碍抗疫进程？
带着这些疑问 ， 科技日报采访人员采访了日本国立长崎大学药学部病毒学专家北里海雄 。
什么是病毒变异？越变越厉害吗？
北里介绍 ， 地球上生命的遗传信息是由叫核酸的物质所传载 。 核酸主要分成两大种 ， 一种是DNA(脱氧核糖核酸) ， 一种是RNA（核糖核酸） 。
病毒是一种只有靠感染侵入生物的细胞 ， 利用被感染的细胞里的原材料 ， 复制自己遗传信息给子孙的寄生微生物 。
根据病毒携带的遗传物质 ， 其主要也可分成两大类 ， 一类是病毒的遗传物质以DNA形式存在的 ， 我们叫它DNA病毒 ， 另外一类是以RNA形式存在的 ， 我们叫它RNA病毒 。
RNA一般是以一条链（单链）形式存在居多 ， 少部分也有以双链RNA形式存在 。 新冠病毒就属于是单链RNA病毒 。 RNA是由四种核糖核苷酸A（腺嘌呤） ， U（尿嘧啶） ， C(胞嘧啶) ， G（鸟嘌呤）组成 。
RNA病毒在复制过程中 ， 因为一般RNA病毒缺少校对机制 ， 在病毒复制时容易出现较高的错误率 ， 因此病毒非常容易发生变异 。 可以说在复制过程中发生变异是几乎所有RNA病毒的共性 。 病毒一般天然存在于一些野生动物中 ， 能够传染到人群必须经过变异才能突破物种的隔离 ， 从天然的动物宿主进入人体细胞繁殖 。
可以说变异是病毒的一种生存战略 。
病毒的变异一般是随机的 ， 没有方向的 。 这些变异的病毒并不是都能活下来 ， 如果病毒的变异不能够帮助该病毒适应环境 ， 那么该病毒就会被淘汰 。 因为变异也会使病毒的感染能力降低 ， 甚至完全消失 ， 绝大多数的病毒变异可能对于病毒本身是有害的 。
新冠病毒S蛋白变异直接影响传播力
北里说 ， 新冠病毒主要是通过病毒表面刺突蛋白(S)与人体细胞表面的血管紧张素转化酶2（ACE2）受体结合来感染细胞的 。
新冠病毒的S蛋白的变异可能直接影响病毒的感染性及传播能力 ， 也会影响接种疫苗产生的中和抗体的效果 ， 因此 ， 我们这里关注新冠病毒变异主要聚焦在病毒S蛋白上 。

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新冠病毒的S蛋白由1273个氨基酸组成 。 根据国际著名杂志《细胞》的论文报告 ， 新冠病毒S蛋白至少已经被鉴定出了106个变异位点 。
D614G变异是指S蛋白上第614位的氨基酸 ， 由天冬氨酸(D)变异成了甘氨酸（G）的突变体 。 这个变异是2020年1月15日以前在欧洲产生的 ， 3月21日之前全球流行的新冠病毒株S蛋白第614位主要是D ， 之后第614位是G的变异株则成为了主要流行株 。
目前全世界流行的绝大多数病毒都是带有这个D614G变异的病毒株 。
614G变异位点位于S蛋白的细胞受体结合域（RBD）中六个关键接触残基之一 ， D614G变异的出现 ， 导致病毒S蛋白多出了一个弹性蛋白酶（Elastase）的酶切位点 ， 使从细胞放出的D614G变异病毒的感染传播能力增强了将近10倍 。
虽然D614G变异增强了病毒的感染能力 ， 但康复者血清依然能很好地对抗该变异病毒 。
英国发现的病毒变异体
传播力增强 ， 致命性也更高
最新的英国报道、英国发现的变异病毒不但增加了病毒的感染性、同时也增加了病毒的毒力 ， 也就是说这种变异株的致命性更高 。
北里说 ， 今年1月 ， 世界卫生组织宣布在英国出现了一种新冠病毒变种（变异株B.1.1.7） ， 已经扩散到全世界至少60多个国家 。
这个变异株主要是病毒S蛋白的N501Y变异株 。 N501Y是指S蛋白第501位点的氨基酸由天冬酸(N）变成了络氨酸（Y） ， 这个变异位点也是位于S蛋白的细胞受体结合域（RBD）中六个关键接触残基之一 ， 这个突变导致病毒S蛋白与细胞受体的结合亲和力增加 ， 进而增强了病毒进入细胞的能力 ， 导致病毒的传染性增加了70% 。 英国新变异株B.1.1.7的S蛋白均含有D614G ， N501Y变异 。
还有南非变异株（B.1.351 ， 501Y.V2）和巴西变异株（B.1.1.248） ， 除了均含有D614G ， N501Y以外 ， 还发现存在E484K变异 。
E484K变异也是病毒S蛋白的受体结合域（RBD）中的一个关键接触残基 ， 新冠病毒的S蛋白的E484K变异可能让会导致病毒逃逸免疫系统的识别 ， 让中和抗体失效 。

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【蛋白|警惕！日本病毒学家：英国发现的变异株毒力更强】图源：新华社
一些研究显示 ， 含E484K突变的病毒使从接种疫苗人体内分离出的中和抗体的中和活性下降了超10倍 ， 可见这种变异对疫苗的影响不可谓不大 ， 需要十分警惕 。
北里说 ， 英国的病毒变异株中没有发现E484K变异 。 南非变异株跟英国变异株不完全匹配 ， 是分别独立产生的 。 而巴西的病毒变异株可以说差不多是集英国 ， 南非病毒变异于一体的变异株 。
青少年成易感人群 ， 别让疫苗前功尽弃
对于侵入体内的病毒 ， 人体的免疫系统会识别病毒的S蛋白 ， 产生中和抗体阻碍病毒S蛋白与其细胞受体ACE2结合 。 能够生产中和抗体的淋巴细胞会记忆对病毒的识别 ， 提供针对病毒的长久保护能力 。
我们接种疫苗 ， 主要是目的就是来刺激我们的免疫系统产生中和抗体 ， 让我们具有阻止病毒入侵细胞的能力 。
对病毒的疫苗 ， 一般要接种2次 ， 第一次是启动（priming）人体的免疫系统对病毒的识别 ， 第二次是增强或强化（boost）免疫系统的中和抗体生产 ， 促进生产中和抗体的淋巴细胞产生记忆 。
这两次接种期间 ， 人体免疫系统会不断优化对病毒的抗体免疫反应 ， 生成更多样、更强力的中和抗体 。
病毒在人群中的快速传播会导致那些能够回避中和抗体攻击的变异病毒株生存下来 。 这些回避中和抗体的病毒变异体也主要集中在病毒S蛋白与细胞受体结合的RBD领域 。
北里说 ， 新冠病毒S蛋白的变异导致了世界范围的感染的扩大 。 随着变异病毒在社区的大范围扩散 ， 使相对不宜感染的儿童也容易被感染 ， 也导致60%以上的被感染者主要是青少年成为无症状或轻症感染者 ， 加速了病毒迅速扩散 ， 增加了疫情防控的困难 。
像在美国、印度、巴西这些疫情完全失控的国家 ， 将会不断出现新的不同种的变种病毒（变异体） 。
这些疫情失控的国家如果不进一步采取更加积极有效的防范措施进行严格管控 ， 新型病毒变种也将会不断出现 ， 并在全球迅速扩散 ， 导致全世界开发疫苗的努力前功尽弃 ， 使更多的宝贵生命被病毒吞噬 。
因此 ， 各国都需要加强针对变异病毒的检测 ， 做好各种防范及准备 ， 全世界必须团结起来 ， 共同协力一定要打赢这场与看不见的敌人的无烟战争 。
来源：科技日报

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