江苏龙网

  1. 首页 > 生活 > >

[微生物]新研究：新冠患者病毒存在快速进化风险，需更多序列追踪进化

新冠病毒的进化速度、病毒与被感染者肺中其他微生物互动的方式 ， 目前尚不清楚 。 近日 ， 国际学术期刊《临床传染病》（Clinical Infectious Diseases）刊发了来自中国研究团队的学术论文：新冠病毒在患者体内的基因多样性（Genomic diversity of SARS-CoV-2 in Coronavirus Disease 2019 patients） ， 聚焦了以上问题 。
研究团队对8例新冠肺炎患者 ， 25例社区获得性肺炎（CAP ， 指在医院外罹患的肺实质炎症）患者和20例健康对照者的支气管肺泡灌洗液进行了转录组测序 。 研究得出在一些新冠病毒感染者体内发现了病毒多样性水平升高 ， 这表明病毒存在快速进化的风险 。 尽管没有发现宿主内变异（intra-host variants）传播的证据 ， 但也不应忽视这种风险 。
【[微生物]新研究：新冠患者病毒存在快速进化风险，需更多序列追踪进化】研究团队还表示：病毒在感染患者后会在其体内进化 ， 这可能会影响病毒的毒力、传染性和可传播性 。 尽管宿主内变异如何在人群中传播尚不清楚 ， 但有必要加强对人群中病毒进化和相关临床变化的监测 。
值得注意的是 ， 患者新冠病毒基因组可能高度多样化 ， 这在其他病毒中也能观察到 。 高多样性可能会增加病毒种群的适应性 ， 使其难以消除 。 需要进行进一步的研究 ， 以探索这可能如何影响对病毒的免疫反应 ， 以及在人体或在传播过程中是否存在对不同毒株起作用的选择 。
研究最后总结道 ， 总的来说 ， 这项研究揭示了患者体内新冠病毒的进化 ， 这是大多数RNA病毒的共同特征 。 这些变异如何影响病毒的适应度和群体的遗传多样性 ， 有待进一步的研究 。 目前 ， 公共数据库只共享有限的序列 ， 因此迫切需要积累更多的序列来跟踪病毒基因组的进化 ， 并将这些变化与临床症状和结果联系起来 。
该论文团队成员来自以下单位：中国科学院北京基因组研究所；中国科学院大学；国家卫健委重点实验室 ， 中国医学科学院病原生物学研究所；北京大学生物医学前沿创新中心；北京大学人民医院呼吸与危重症医学科；广东省新发传染病诊治重点实验室 ， 新发传染国家重点实验室；福建人民医院；西安交通大学第一附属医院；中国科学院动物进化与遗传前沿交叉卓越创新中心等 。 论文的通讯作者为中国科学院北京基因组研究所研究员、博士生导师李明锟 。
新冠病毒感染者体内高水平的宿主内变异
根据目前的数据 ， 估计早期的新冠病毒基本传染数（R0）在2.2到3.5之间 ， 对公共健康构成了严重威胁 。 最近的研究已将蝙蝠确定为新冠病毒的可能来源 ， 该病毒可能使用与SARS-CoV相同的细胞表面受体 ， 即ACE2 。 这些研究提高了我们对新冠病毒的理解 。 但是 ， 我们对新型病毒的了解仍然有限 。
在人体中 ， 新冠病毒得承受强大的免疫压力 ， 这可能令病毒不断积累突变 ， 从而突破免疫系统的控制 。 这些突变可能导致新冠病毒的毒力、传染性和传播性发生变化 。 因此 ， 研究者们认为必须研究突变的模式和发生的频率 。
研究团队对8名患有新冠病毒感染者的支气管肺泡灌洗液（BALF）样本进行了转录组测序 。 2019年12月24日至2020年2月9日之间收集的这110个序列研究发现 ， 宿主内变异的数量在0到51之间 ， 中位数为4 ， 表明该病毒的进化速率很高 。
研究团队总共鉴定出84个宿主内变异 ， 其最小等位基因频率（MAF ， 通常是指在给定人群中的不常见的等位基因发生频率）大于5％ ， 而25个变异的MAF大于20％ 。
[微生物]新研究：新冠患者病毒存在快速进化风险，需更多序列追踪进化
文章图片
值得注意的是 ， 变异的数量与测序深度无关 。
[微生物]新研究：新冠患者病毒存在快速进化风险，需更多序列追踪进化
文章图片
总体Ka/Ks（异义替换（Ka）和同义替换（Ks）之间的比例 ， 可以判断是否有选择压力作用于这个蛋白质编码基因）明显小于1 ， 这对于宿主内变异和群体数据中观察到的多态性而言是相似的 ， 这表明：纯化选择作用于两种类型的突变 。
[微生物]新研究：新冠患者病毒存在快速进化风险，需更多序列追踪进化
文章图片
在基因中观察到的变体数目与基因长度成比例（对于宿主内变异 ， cor＝0.950 ， p＝8E-06；对于多态性 ， cor＝0.957 ， p＝4E-06） 。 尽管在多位患者中仅观察到一小部分变异（图2C ， 84位患者中的2位） ， 但某些位置更容易发生突变 ， 例如位置10779 ， 在所有7位患者中均观察到了突变等位基因A ， 频率范围从15％到100％ 。
每个个体的宿主内变异数量显示出较大的差异（MAF≥5％的变异为0到51 ， 中位数为4； MAF≥20％的变异为0到19 ， 中位数为1） ， 这不能用批次效应、覆盖范围差异或污染（新冠病毒感染者一至四即nCoV1-4在一批中 ， 新冠病毒感染者五至八即nCoV5-8在另一批中；大多数突变未在群体数据中观察到）来解释 。 研究团队还注意到 ， 变异的数量与症状发作后的天数或患者的年龄无关 。
总体而言 ， 没有找到导致新冠病毒感染者六中有极高水平变体的任何原因（51个变体） 。
研究团队表示 ， 需要更大的人群规模来研究此类异常值的频率以及它们与宿主免疫反应水平或病毒复制率是否相关 。 研究人员还注意到其他病毒的异常值 。 值得注意的是 ， 变异的来源可能是感染后体内发生的突变 ， 也可能是多重传播的新冠病毒株 。
研究团队在讨论环节提到 ， RNA病毒具有很高的突变率 。 因此 ， RNA病毒容易产生对药物的抗性并逃避免疫监视 。 新冠病毒的突变率仍不清楚 。 但是 ， 这项研究得出新冠病毒的突变率应与SARS-CoV处于相同的数量级 。 高突变率还导致RNA病毒中高水平的宿主内变异 。 对于频率≥5％的变异体 ， 新冠肺炎患者的宿主内变异体的中位数为4 ， 该发生率与埃博拉病毒病研究中报道的发生率无明显差异（134个样本中频率≥5％的655个变异体 ， p> 0.05） ， 这表明新冠病毒的突变率也与埃博拉病毒相当 。
另外 ， 此前的研究提出一种核糖核酸外切酶（ExoN）可以在SARS-CoV中提供校正活性 ， 并且注意到该基因中的所有三个关键基序在SARS-CoV和新冠病毒之间是相同的 。 此外 ， 在这些基序中均未检测到多态性或宿主内变异 ， 表明该基因是高度保守的 ， 因此它可能是抗病毒治疗的潜在靶标 。


推荐阅读


上一篇：世卫组织@中国政府向世卫组织捐款2000万美元 支持发展中国家应对新冠肺炎疫情

下一篇：「刘亦菲」娱乐圈众多女星，刘亦菲的颜值和气质为何令网友难忘？