目前,新冠病毒的频繁变异引起人们对于核酸检测试剂有效性的担忧。针对这一问题,伯杰已迅速行动,完成对现有新冠病毒荧光PCR检测试剂引物探针与国际上最新突变株(包含但不限于英国B 1.1.7突变株)的核对,结果证实不会脱靶和漏检,仍可保证检测试剂的准确性和灵敏性。
日本厚生劳动省25日称,日本国内首次确诊感染变异新冠病毒的患者。日本国立感染症研究所病原体基因解析研究中心的解析结果显示,男女5人感染的新冠病毒与突变株的遗传基因一致。感染者5人均有滞留英国经历,其中4人为无症状患者,另1名60多岁男性,出现倦怠感的症状。
日本首都东京周五新增新冠肺炎确诊病例884例,连续两天突破800例,重症患者81人,创下紧急事态宣言后新高。日本各地疫情严峻,周四全国确诊人数达到3740人,创下过去新高。
此次感染的变异新冠病毒是来自于英国本月14日和23日宣布发现的两种变异株。S蛋白与人ACE2受体结合亲和力提高了1000倍,传播速度比之前的毒株高达70%;很快就成为了伦敦地区的主要流行株。英国为此也采取了更为严格的禁令。
英国新毒株的出现
英国出现的新冠突变株(B.1.1.7)引发了人们的恐慌,该毒株于首次在2020年9月20日,英国东南部出现,并处于独立的进化分支上。
图1:B.1.1.7的系统发育树及突变位点
伦敦大学国王学院病毒学家斯图亚特·尼尔 ( Stuart Neil) 表示,几周前这种变异病毒只与10%~15%的病例有关,而在上周已占到伦敦病例的60%,计算机模型显示,该病毒的传染性可能比其他毒株高出56%。目前,该毒株已在德国,法国,意大利,丹麦,荷兰,澳大利亚,约旦,日本,韩国和新加坡等国家和地区相继出现。
图2:B.1.1.7在英国新冠病毒基因组序列中的占比变化
(注:B.1.1.7也被命名为VUI202012/01)
就英国最近报告的突变株,世卫组织官员在21日举行的记者会上表示,目前掌握的情况显示,英国出现的这种病毒变种传播性更强,病毒基本再生数(R0)从1.1提高到1.5,但是病人症状、重症率、死亡率基本没有变化,当前研发的疫苗仍然有效。目前对该变种仍在继续研究,但是基本的防控措施是一样的,应该进一步加大防控措施,严格实施综合防控措施,新冠病毒仍然可以得到控制。
英国新毒株有什么特别之处
B.1.1.7是一个有23个突变位点的毒株,其中17个为非同义突变,6个为同义突变。17个非同义突变中包括14个点突变和3个缺失突变,分别位于ORF1ab基因(4个),N基因(2个),ORF8基因(3个)和S(Spike)基因(8个)。其中,位于S基因上的突变提示该毒株在与宿主细胞的相互作用上可能存在变化。6个同义突变(其中5个位于ORF1ab上)提示该毒株存在适应性进化。该毒株有3个位于S基因上的关键突变,具有潜在的生物学功能,其中,最主要的突变为位于S基因上的N501Y突变。
2.1 N501Y: 这个位于S蛋白受体结合结构域(Receptor-Binding Domain,RBD)上的关键6个氨基酸之一的突变提高了病毒与宿主蛋白AEC2受体的亲和力(Starr et al. 2020;Gu et al. 2020),且已在小鼠模型上证明,该突变大大增加了RBD与受体ACE2的亲和力,能使本来不感染小鼠的新冠病毒毒株变得能够感染小鼠(Gu et al. 2020)。值得一提的是,该突变也存在于501Y.V2中,这是南非研究人员在对三个沿海省份迅速暴发的疫情进行调查后发现的新冠病毒变体。
2.2 69-70del:这个位于S蛋白上的缺失突变有助于病毒逃逸宿主的免疫应答,并且也与受体结合结构域的改变相关(McCarthy et al. 2020;Kemp et al. 2020)。例如,有研究表明,69-70del突变会逃逸一些单克隆抗体的中和作用,也可能会降低部分血清的中和敏感性。这一变体最早在7月份出现,英国、荷兰、澳大利亚也均出现过,后来在丹麦的水貂中频繁出现而引起广泛关注,其中在水貂中常伴随Y453F共同出现,而在人类中则常伴随N439K共同出现。
2.3 P681H:该位点是S蛋白中连接S1和S2的4个关键氨基酸,该突变可导致形成弗林蛋白酶(Furin)裂解位点,该裂解位点对新冠病毒感染宿主细胞至关重要,能够使得其易被蛋白酶切割,从而增强其与AEC2受体的亲和力,促进病毒进入呼吸道上皮细胞(Hoffmann, Kleine-Weber, and Pöhlmann 2020;Peacock et al. 2020; Zhu et al. 2020)
图3:S蛋白及其关键突变位点
此外,位于非S基因区域的ORF8 Q27终止子突变截短了ORF8蛋白,从而导致下游突变的累计。如新加坡毒株就含有此突变(Young et al. 2020)。
目前为止,新冠病毒通常每个月只能获得1到2个位点上的突变。科学家们认为B.1.1.7的变异可能也是符合这一节奏的,它的变异也许不比其他谱系更快,但其累计突变多,提示其可能已经存在了很长时间。科学家们推测,该毒株很可能产生在一名慢性感染患者体内,经历了漫长的进化过程,并在感染的后期才对外传播了该毒株。
B.1.1.7传播力强已成既定事实,针对这一毒株,多国已采取管控措施。
12月20日,荷兰首先宣布对英旅行禁令,将至少持续至2021年1月1日。此外,德国、爱尔兰、比利时、奥地利、瑞士、葡萄牙、芬兰、克罗地亚、保加利亚、意大利、瑞典、罗马尼亚、爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛、加拿大、印度、以色列、伊朗、沙特阿拉伯、土耳其、摩洛哥、萨尔瓦多、哥伦比亚和科威特等国也宣布了不同程度的对英旅行禁令。
与英国隔海相对的法国,则从12月20日23时 (GMT) 起暂停来自英国的客运和货运48小时。此决定也将影响连接英国肯特郡与法国的海底隧道,该隧道通行欧洲之星火车和英国进口食品及日常用品的货车。
我国也已对英国实施航班禁令,12月24日,中国外交部宣布暂停中英往返航班。
而就目前防控形势而言,中国疾病预防控制中心副主任冯子健在12月25日接受中新社专访时表示,从中国目前所获得的病毒序列看,不管是输入人员、货物还是冷链产品等,从各种途径获得的病毒,都没有发现已有变异病毒输入。但形势依然严峻,中国疾控中心一方面严密关注英国和欧洲,甚至全球变异病毒传播的情况,另一方面再进一步检视现行防控措施。
结合此前多国学者发现的D614突变病株(详见干货分享第七期: 揭开新冠病毒D614G突变的神秘面纱),新冠病毒的频繁变异亦引起人们对于核酸检测试剂有效性的担忧。针对这一问题,伯杰已迅速行动,完成对现有新冠病毒荧光PCR检测试剂引物探针与国际上最新突变株(包含但不限于英国B 1.1.7突变株)的核对,结果证实不会脱靶和漏检,仍可保证检测试剂的准确性和灵敏性。
参考文献
1. Andrew Rambaut, et al. Preliminary genomic characterisation of an emergent SARS-CoV-2 lineage in the UK defined by a novel set of spike mutations. Genomics Consortium UK (CoG-UK), December 19, 2020.
2. Hoffmann et al. A Multibasic Cleavage Site in the Spike Protein of SARS-CoV-2 Is Essential for Infection of Human Lung Cells, 2020, Molecular Cell 78, 779–784, May 21, 2020.
3. Gu et al. Adaptation of SARS-CoV-2 in BALB/c mice for testing vaccine efficacy, Science 369, 1603–1607 (2020).
4. Starr et al. Deep Mutational Scanning of SARS-CoV-2 Receptor Binding Domain Reveals Constraints on Folding and ACE2 Binding , 2020, Cell 182, 1295–1310, September 3, 2020.
5. Kevin R. McCarthy et al. Natural deletions in the SARS-CoV-2 spike glycoprotein drive antibody escape. bioRxiv, December 19, 2020.
6. Kemp SA, et al. Neutralising antibodies drive Spike mediated SARS-CoV-2 evasion. medRxiv, December 19, 2020.
7. Thomas P. Peacock, et al. The furin cleavage site of SARS-CoV-2 spike protein is a key determinant for transmission due to enhanced replication in airway cells. bioRxiv, September 30, 2020.
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