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新品上線|新冠病例驚現(xiàn)D614G突變,華美六大突變體蛋白助力科研!

作者:武漢華美生物工程有限公司 2020-07-02T14:54 (訪問(wèn)量:21106)


自新冠病毒SARS-CoV-2疫情全面爆發(fā)以來(lái),經(jīng)舉國(guó)上下的不斷努力,疫情終于得到了大幅的控制。遺憾的是,我們還沒(méi)來(lái)得及享受這得之不易的喜悅,全球200多個(gè)國(guó)家新冠肺炎感染人數(shù)卻不斷攀升,截至2020年6月25日,新型冠狀病毒已經(jīng)感染超過(guò)950萬(wàn)人,累計(jì)死亡人數(shù)將近50萬(wàn)


6月11日,一例新冠肺炎患者的確診,打破了北京連續(xù)56天無(wú)本地報(bào)告新增確診病例的短暫寧?kù)o。近期北京疫情因“新發(fā)地”相關(guān)多個(gè)聚集病例事件,出現(xiàn)疫情“小高峰”而受到全國(guó)廣泛關(guān)注。

6月18日晚間,中國(guó)疾病預(yù)防控制中心通過(guò)“新型冠狀病毒國(guó)家科技資源服務(wù)系統(tǒng)”,正式發(fā)布2020年6月北京新發(fā)地市場(chǎng)新冠疫情及病毒基因組序列數(shù)據(jù)。

三條數(shù)據(jù)來(lái)自北京市確診病例基因組序列數(shù)據(jù)(NMDC60013901-01、NMDC60013902-01)以及環(huán)境樣本基因組序列數(shù)據(jù)(NMDC60013903-01)。中國(guó)疾病預(yù)防控制中心同時(shí)向世界衛(wèi)生組織及全球共享流感數(shù)據(jù)倡議組織(GISAID)提交了新冠疫情及病毒基因組序列數(shù)據(jù),向國(guó)際社會(huì)共享。


(原文序列數(shù)據(jù)有誤,此處已更正,信息來(lái)源:http://www.nmdc.cn/coronavirus


經(jīng)過(guò)比對(duì)發(fā)現(xiàn),3組序列病毒樣本均存在D614G突變,并落在同一個(gè)進(jìn)化簇中。

而近日美國(guó)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),新冠病毒基因的一個(gè)特殊變異使得變異后的病毒株迅速成為了世界主流的病毒株。這個(gè)病毒株之所以能取得傳播上的優(yōu)勢(shì),是因?yàn)樽儺惏l(fā)生在新冠病毒的S蛋白區(qū)域,S蛋白對(duì)于新冠病毒來(lái)說(shuō)就是一把開(kāi)啟細(xì)胞引發(fā)感染的鑰匙。研究者認(rèn)為這種改變可能導(dǎo)致病毒更容易和細(xì)胞發(fā)生融合,從而增強(qiáng)其傳染性,此外還可能會(huì)增加“ADE效應(yīng)”,即已感染過(guò)新冠病毒并有抗體的人若感染變異后的新病毒,癥狀會(huì)更加嚴(yán)重。


新冠病毒突變

新型冠狀病毒是一種單股正鏈RNA病毒,屬冠狀病毒科,β冠狀病毒屬中的Sarbecovirus亞屬。其基因組包含11個(gè)基因,其中功能較為重要的5個(gè)基因分別是:編碼參與病毒RNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的多功能蛋白,包含負(fù)責(zé)切割多聚蛋白的蛋白酶;編碼刺突蛋白,其通過(guò)與宿主受體(ACE2)相互作用感染宿主,其決定病毒的侵染對(duì)象和侵染能力;編碼囊膜蛋白,在病毒形態(tài)發(fā)生和組裝中起關(guān)鍵作用,并在宿主細(xì)胞膜中通過(guò)自我組裝,形成允許離子傳輸?shù)奈寰垠w蛋白-脂質(zhì)孔,在細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)中也起作用;編碼膜蛋白,其為病毒囊膜的重要組成成分,通過(guò)與其他病毒蛋白的相互作用,在病毒的形態(tài)發(fā)生和組裝中起核心作用;編碼核蛋白,其在病毒裝配過(guò)程中通過(guò)與病毒基因組和膜蛋白M的相互作用而發(fā)揮功能,并且在提高病毒基因組轉(zhuǎn)錄效率以及病毒復(fù)制方面發(fā)揮重要作用。

(信息來(lái)源:http://www.nmdc.cn/coronavirus

病毒的基因組變異是指其基因組上的堿基順序發(fā)生改變。新型冠狀病毒由于其為單鏈RNA病毒,更易發(fā)生突變。病毒的突變與重組對(duì)病毒的侵染能力、繁殖能力和病毒的檢測(cè)、抗體有效性均密切相關(guān),所以對(duì)病毒的突變和重組的監(jiān)視是研究病毒至關(guān)重要的一環(huán)。


(信息來(lái)源:http://www.nmdc.cn/coronavirus

新冠突變相關(guān)研究

中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)早已發(fā)現(xiàn)“新冠病毒已突變”

2020年3月3日,中國(guó)科學(xué)院主辦的《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》(National Science Review)于發(fā)表了《關(guān)于SARS-CoV-2的起源和持續(xù)進(jìn)化》(On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2),論文通過(guò)對(duì)目前為止最大規(guī)模的103個(gè)新冠病毒全基因組分子進(jìn)化分析,該研究揭示:新冠病毒已產(chǎn)生了149個(gè)突變點(diǎn),并演化出L和S兩個(gè)亞型,其中S亞型是相對(duì)更古老的版本,而L亞型更具侵略性傳染力更強(qiáng)。對(duì)不同亞型的深入了解,將有助于新冠肺炎的差異化的治療和防控。


三種突變體類型(V367F,W436R和D364Y)可能具有更高的感染力

2020年3月15日,南方醫(yī)科大學(xué)張其威教授,暨南大學(xué)張弓教授共同通訊在bioRxiv上在線發(fā)表題為“RBD mutations from circulating SARS-CoV-2 strains enhance the structure stability and infectivity of the spike protein” 的研究論文,研究發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2的RBD突變?cè)鰪?qiáng)了刺突蛋白的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,在武漢、深圳、香港和法國(guó)出現(xiàn)的三種突變體類型(V367F,W436R和D364Y)顯示出更高的人ACE2親和力,并且可能具有更高的感染力。


(信息來(lái)源:https://doi.org/10.1101/2020.03.15.991844)

感染力增強(qiáng)與D614G突變有關(guān)

2020年6月12日,美國(guó)斯克里普斯研究所病毒學(xué)家Hyeryun Choe團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站bioRxiv發(fā)表文章"The D614G mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces S1 shedding and increases infectivity",研究表明在整個(gè)歐洲和美國(guó)流行的 SARS-CoV-2變異體中的微小基因突變,有可能增加冠狀病毒上刺突蛋白的數(shù)量,這將大大提高了該病毒感染力。SARS-CoV-2分離株在病毒性刺突(S)蛋白中編碼D614G突變,這種變化增強(qiáng)了病毒的傳播。

(信息來(lái)源:https://doi.org/10.1101/2020.06.12.148726

S蛋白D614G突變可顯著增強(qiáng)病毒感染力
2020年6月20日,重慶醫(yī)科大學(xué)感染性疾病分子生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃愛(ài)龍團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站 bioRxiv 上發(fā)表了題為"The D614G mutation of SARS-CoV-2 spike protein enhances viral infectivity and decreases neutralization sensitivity to individual convalescent sera" 的最新研究論文。該研究詳細(xì)闡述新冠病毒刺突S蛋白D614G氨基酸殘基的突變可顯著增強(qiáng)病毒的感染能力,并且降低了對(duì)個(gè)體恢復(fù)期血清的敏感性。

該研究成果主要有以下結(jié)論:

1. G641突變占到了在所有分析的序列中占比高達(dá)64.6%,成為全球新冠病毒的主流毒株。

2. G641突變可以增強(qiáng)蛋白酶對(duì)S蛋白的切割能力,從而促使病毒具有更強(qiáng)的感染能力。

3. D614G的突變改變了S蛋白甚至是整個(gè)病毒的免疫原性,進(jìn)而降低了康復(fù)期血清對(duì)病毒的敏感性。


(信息來(lái)源:https://doi.org/10.1101/2020.06.20.161323


新冠病毒特殊的變異可能會(huì)影響到藥物和疫苗的效果。因?yàn)槿绻P(guān)鍵蛋白質(zhì)變化很大,以致抗體不再識(shí)別它,那么疫苗就必須不斷調(diào)整。僅基于原始病毒株進(jìn)行設(shè)計(jì)藥物和疫苗,它們可能無(wú)法有效抵抗新的病毒株。

越來(lái)越多的新研究指出,新冠病毒突變能力可能被大大低估,已經(jīng)出現(xiàn)了能夠切實(shí)影響致病性的突變,藥物和疫苗研發(fā)工作有必要把這些突變納入研究范圍內(nèi)。對(duì)于研究了解新型冠狀病毒如何隨時(shí)間變化非常重要。因此,在進(jìn)一步的研究中,研究人員希望更精確地處理可能的突變。

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