新冠病毒在時刻突變,複製和感染能力顯著變化並導致患者病情差異
2020-11-28 騰訊網
目前，新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）引起的全球大流行，已累積感染超過4800萬人，導致了超過120萬人死亡，而且，這一數字仍在快速增加中，隨著北半球冬季的到來，疫情二次爆發也隨之而來。
超過一半的新冠感染者是無症狀的，但他們仍然可以傳播病毒感染他人，這導致新冠肺炎的預防極具挑戰性。因此，迫切需要開發針對新冠病毒的有效疫苗和基於抗體的療法。根據世界衛生組織（WHO）的報告，目前有40種候選疫苗正在進行臨床評估，有151種候選疫苗在臨床前開發中（統計時間截至10月1日）。
自2019年冬天新冠疫情出現以來，新冠病毒以穩定速率持續突變之中，例如，現在在歐洲暴發的主要就是新冠病毒的D614G突變型。
儘管我們知道新冠病毒在持續突變之中，但還有一個關鍵問題我們並不清楚：這些突變是否會對新冠病毒的複製能力和感染能力產生實質性影響？
因此，詳細監視和研究這些自然發生的新冠病毒突變，對於了解新冠病毒至關重要，並且有助於我們針對性開發新冠治療藥物和疫苗。
2020年10月29日，李蘭娟院士團隊等在Cell Discovery雜誌發表了題為：Patient-derived SARS-CoV-2 mutations impact viral replication dynamics and infectivity in vitro and with clinical implications in vivo 的研究論文。
李蘭娟院士團隊從浙江大學附屬醫院收治的新冠患者中鑑定到11個SARS-CoV-2病毒株，發現鑑定出的突變會直接影響新冠病毒的滴度和感染能力，差異最多可達1500倍。
該研究提供了直接證據，表明新冠病毒的自然突變會嚴重影響病毒的複製和感染能力，並影響感染者的病情嚴重性。
這11個突變病毒株來自中國新冠疫情早期的11名患者（2020年1月22日--2020年2月4日）。這11名患者中，有5人在武漢工作或去過武漢，有5人與居住在武漢的人有密切接觸，剩餘的1人是接觸了其他新冠患者。
根據他們的流行病學歷史，這11位患者是第一代和第二代新冠患者。他們的年齡為4個月至71歲。除一位患者外，其餘10位患者均出現中度或更嚴重的症狀，幸運的是，這11位患者目前均已康復。
下圖為這11個突變病毒株的突變情況。
分離並鑑定的11個新冠突變病毒株及其突變情況
接下來，研究團隊檢測了這些分離出來的突變病毒株在Vero細胞中的複製能力，檢測結果表明，感染Vero細胞時，不同的病毒株在複製能力上表現出顯著變化。
之前的研究已經確定新冠病毒能夠感染人類的肺、肝臟和腎臟，研究團隊選擇了人肺癌細胞Calu-3，人肝癌細胞Huh-7和人腎癌細胞293T，以檢測這些不同毒株在人類細胞中的複製能力是否有差異。檢測結果發現，在人肺癌細胞Calu-3中，感染24小時時，毒株ZJU-2和毒株ZJU-10之間滴度的差異達到了驚人的1500倍。而在人肝癌細胞Huh-7中，毒株ZJU-8和毒株ZJU-10之間的滴度差異也高達140倍。而在人腎癌細胞293T中，這些新冠病毒株無法有效複製。這些結果表明，在人類細胞中，這些不同新冠病毒株的複製能力有顯著差異。
接下來，研究團隊發現這些不同新冠病毒株對人類細胞的感染能力有所不同。
這些研究表明，從不同患者體內分離到的具有不同突變的新冠病毒株，在感染人類細胞後，不僅病毒的複製能力有明顯差異，感染人類細胞的能力也有明顯差異。
更重要的是，這些不同新冠病毒突變株對患者的臨床症狀有何影響呢？
為了探討新冠病毒突變株的臨床意義，研究團隊檢測並記錄了這11名患者的57種臨床檢查指標，結果發現，ZJU-10患者除了血小板外，其他相關指標均顯著高於正常範圍，而突變株ZJU-10具有更高的滴度和感染能力，因此，具有高複製能力和感染能力的新冠病毒突變株會直接影響患者的臨床狀況。
總的來說，研究團隊從早期新冠患者中分離並鑑定了11個突變株，共發現了46個不同突變，其中21個是非共有突變。其中突變株ZJU-10具有較高複製和感染能力，也直接影響了患者的臨床狀況。
此外，該研究還發現，不同新冠突變株的滴度變化與患者的凝血功能呈正相關，而與紅細胞功能呈負相關。據統計，至少1/3的新冠患者出現了嚴重的血液凝結問題，新冠患者的肺部也發現了明顯的血管損傷和微血凝塊。而新冠病毒進入細胞的受體ACE2蛋白在血管的表達量很高，因此，新冠病毒可能是直接攻擊患者血管，從而引起血液凝結。
抗血凝治療已經被證明可有效延長新冠患者的中位生存時間，因此，研究團隊推測，複製能力更強的新冠突變毒株會對血管造成更大損傷，損害紅細胞功能，並誘發患者發生更嚴重的凝血現象，從而導致更嚴重的臨床後果。
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出品 | 搜狐健康作者 | 周亦川編輯 | 袁月11月12日《科學》雜誌發布的一項研究證實，新冠病毒美國教堂山北卡羅萊納大學全球公共衛生學院流行病學教授、微生物學和免疫學教授Ralph Baric說，D614G病毒主要出現在歐洲地區，已成為最常見新冠病毒株，它的複製速度比年初中國最常見的病毒株更快。