自去年末開始流行的新冠肺炎,到如今全球累計確診病例超過5700萬人感染。在尋找疫苗和治療方法的過程中,準確了解病毒、其突變和傳播機制至關重要。最近,奧地利科學院CeMM分子醫學研究中心首席研究員Andreas Bergthaler的研究小組在著名的《科學轉化醫學》雜誌上發表了一項重要的研究,對此做出了重要貢獻。
得益於奧地利高質量的流行病學數據,加上最先進的病毒基因組測序,讓我們對SARS-CoV-2病毒突變行為和傳播有了前所未有的了解。
在維也納醫科大學的密切合作下,3月底啟動了「奧地利SARS-CoV-2突變動態」項目。科學家們正與奧地利衛生和食品安全署(AGES)合作,並與奧地利各地的許多大學和醫院合作,努力更精確地描繪出SARS-CoV-2病毒基因組排序所產生的病毒突變和傳播情況。
在CeMM的主要調查人員Andreas Bergthaler和Christoph Bock的領導下,從奧地利的旅遊小鎮Ischgl和維也納等重要的SARS-CoV-2感染群750個樣本進行了系統發育和流行病學重建,並分析了它們在跨大陸病毒傳播中的作用。這些結果也為SARS-CoV-2病毒的傳播和突變發展提供了重要信息。
突變分析揭示了集群之間的相關性
基於流行病學數據,科學家們利用突變分析重建了一個包含76例病例的SARS-CoV-2聚類,並揭示了兩個流行病學聚類之間的神秘聯繫。項目負責人Andreas Bergthaler說:「這個例子說明了接觸者追蹤和病毒突變分析如何共同為現代大流行控制提供了一個強有力的支柱。」
AGES公共衛生部門的負責人和這項研究的合著者Franz Allerberger對此表示認同:「病毒基因組測序的現代技術支持了流行病學接觸者的追蹤,並對正在發生的流行病提供了高解析度的見解。」
研究人員觀察新突變的發展
該研究的一個特點是分析了一個由八條連續傳播鏈組成的傳播鏈。「傳播鏈從一名從義大利回來的人開始。24天內,SARS-CoV-2病毒通過密閉空間內的公共和社會事件在大維也納地區傳播。」CeMM研究的作者Alexandra Popa和jakb - wendelin Genger說。傳播鏈的精確分解使科學家們能夠密切觀察SARS-CoV-2新突變的發展。
「多虧了出色的流行病學和我們深入的病毒測序數據,我們可以追蹤SARS-CoV-2病毒是如何在一個個體中突變並隨後傳播給其他個體的。」Andreas Bergthaler解釋說。此外,科學家們觀察了31名患者在患病過程中病毒的變異行為。這可能有助於將來評估治療是否會影響病毒的突變特徵。
一次感染中,平均有1000個病毒顆粒被傳播
目前分析的結果還表明,平均有1000個傳染性病毒顆粒從一個感染者傳播到下一個感染者。這些值總體上比其它病毒,如愛滋病毒或諾如病毒,要高得多。Bergthaler補充說:「然而,我們偶爾也會發現,即使感染病毒的人接觸了較少的病毒顆粒,但仍然被感染。我們懷疑,防護措施的應用、傳播途徑或免疫系統等參數可能在這裡起決定性作用。」
這些研究結果提出了新的重要問題和假設。通過諸如口鼻保護、物理距離和適當的室內空氣交換等綜合措施來減少受感染者的病毒載量,可在防止病毒傳播和甚至可能影響疾病進程方面發揮關鍵作用。
目前的研究基於2020年春季SARS-CoV-2大流行早期收集的數據,為了解患者體內和傳播事件期間SARS-CoV-2突變的基本動態提供了重要的見解。這些結果支持了旨在更好地了解和控制該大流行病的其它正在進行的研究項目。