新冠病毒(SARS-CoV-2)致病性突變的研究現狀

雷世成，楊永紅，趙昕，任瑾，薛亞東

(1.蘭州職業(yè)技術學院，初等教育學院幼兒疾病預防與控制教研室,甘肅 蘭州730070；2.臨潭縣八角鎮(zhèn)人民政府計生服務站，甘肅 臨潭 747500；3.河西學院 護理學院，甘肅 河西 734000)

0 引言

全球新冠肺炎疫情繼續(xù)蔓延，隨著病毒在世界各國廣泛傳播以及在環(huán)境的影響它有更多的變異機會，有可能變得更具有傳染性，或使現有療法和疫苗的效果有效性降低。目前已有美國、英國、日本等多國家發(fā)現了變異SARS-CoV-2的感染者，根據世界衛(wèi)生組織(WTO)通報，截至2021年1月15日，全球已有10多個國家發(fā)現了變異病毒[1]。截至目前在國外蔓延的SARS-CoV-2經基因組測序分析發(fā)現，該病毒存在多種致病性的突變，這些變異毒株比原始毒株更具有傳播能力，給全球人民在疾病預防和改良疫苗的研發(fā)帶來較大的影響。

1 全球SARS-CoV-2突變現狀

SARS-CoV-2在全球持續(xù)蔓延一年多的時間，病毒長期在細胞內復制時，會積累大量突變，現如今該病毒出現了很多新的變種。然而，在病毒的遺傳元件中一兩個非致病性氨基酸的改變，對我國生產的疫苗有效性沒有大的影響。但是，當某種病毒通過改變其表面上的蛋白來幫助其逃脫藥物或關鍵的致病性氨基酸改變時，這樣的病毒變體就需要廣大科研人員的重視[2]。目前世界衛(wèi)生組織(WHO)正式公布了新冠病毒具有4種致病性突變，這些突變病毒比原始毒株更具有傳染性。

2020年2月，在歐洲國家出現新冠病毒D614G變體，攜帶D614G突變的毒株已成為全球新冠肺炎大流行中最普遍的毒株之一，從不同的國家、地區(qū)來看，D614G突變毒株與原始毒株相比，感染比例都呈周期性增長趨勢，表明D614G變異的適應性更強。D614G變體在多個國家和地區(qū)快速增長，適應性更強，具有更強的傳染性和更高的病毒載量，可能會降低對個別恢復期血清的中和敏感性[3]。

2020年9月，在丹麥一家水貂飼養(yǎng)員體內發(fā)現了SARSCoV-2變體，該病毒命名為“Cluster 5”，這是具有此前未曾觀察到的變異。根據丹麥流行病學初步研究發(fā)現，該突變毒株可能減少自然感染或接種疫苗后所產生免疫保護的范圍和持續(xù)時間[4]。

2020年12月初，在英國南部和倫敦的新冠患者體內發(fā)現了VOC 202012/01”病毒變體(也被稱為B.1.1.7突變毒株)。經初步流行病學研究表明，該病毒傳播能力比原始毒株提高了60%左右[4]。但其導致的疾病嚴重程度(以住院時間和30天死亡率評估)及再感染情況并沒有大的變化，所以大多數診斷試劑不受影響[5]。

2020年12月中旬，南非疾控中心檢測到了N501Y突變體，將其命名為501Y.V2病毒，該突變病毒正在南非國家加劇蔓延。經流行病學調查和基因分析研究發(fā)現501Y.V2具有23個核苷酸變異的位點，屬于B.1.351進化分支[6]，該變體具有更高的病毒載量，可能會導致更強的傳播能力。

2 SARS-CoV-2突變致病性影響

由美國杜克大學的研究人員發(fā)現D614G變異病毒，該病毒S蛋白上的第614位氨基酸由甘氨酸(G)替換成天冬氨酸(D)，并已成為世界上最常見的毒株，D614G與原始毒株相比感染人體細胞的能力更強，并具有更高的病毒載量[7-8]。D614G變體在感染Vero細胞時發(fā)現突變會對病毒載量和細胞病理效應產生直接影響[9]。D614G變體在倉鼠體內傳播速度明顯快于原始病毒，并顯示出更強的競爭適應性。這些研究表明，D614G的替換增強了SARS-CoV-2在人體細胞和動物模型中的傳染性、競爭性和傳播性。新冠病毒的D614G 突變體呈現出高效的體內復制和體外傳播能力[10]。研究還發(fā)現，感染攜帶D614G變異的毒株后上呼吸道病毒載量會增高，但不增加疾病嚴重程度[11]。

近期，英國科學家發(fā)現了一種被稱為B.1.1.7的新冠病毒變種也稱為VOC 202012/01的新冠病毒，引起世界各國的高度關注。其中該病毒的S蛋白上第501為氨基酸的N突變?yōu)閅即N501Y突變，傳播能力要比原始毒株高50%左右[12]，同時B.1.1.7變種病毒幾乎同時出現大量位點突變，病毒進化之快，前所未有。感染這種病毒的人攜帶病毒量更高，細胞死亡率也非常高，這也導致更嚴重的癥狀。但是當前研發(fā)的疫苗仍然有效，絕大多數診斷性檢測試劑仍然有用。

2020年12月初在丹麥疾控中心(CDC)檢測發(fā)現“Cluster 5”是水貂與人之間傳染的過程中，SARS-CoV-2發(fā)生了變異。流行病學研究發(fā)現，與非突變毒株相比，“Cluster 5”這種病毒對抗體敏感性降低，這已在實驗室實驗中得到證明[13].據相關科研人員的預測可能會對新冠肺炎疫苗產生一定的影響.

2020年12月中旬南非疾控中心(CDC)檢測到501Y.V2病毒，該病毒S蛋白上第417為氨基酸由K突變?yōu)镹，第484位氨基酸E突變?yōu)镵，即K417N和E484K兩個關鍵位點發(fā)生突變，并正在南非迅速傳播。經研究者研究發(fā)現這種501Y.V2變異病毒已經被證實可以逃脫疫苗產生的某些抗體，并推測它可能使現有疫苗有效性下降[14]。此外，該突變病毒還能降低抗體識別率，有助于新冠病毒逃避先前感染或疫苗接種提供的免疫保護[14]。根據行病學研究表明，該變體攜帶的病毒量更高，可能會增加傳染性，但尚無足夠證據表明其會引起更嚴重的疾病。還需更進一步調查研究，以便更深入的了解該變異病毒的傳播、診斷、疫苗等方面的影響。

3 SARS-CoV-2突變株感染的臨床特征

根據世界衛(wèi)生組織(WHO)和國家疾控中心(CDC)通報的信息，SARS-CoV-2感染的病例具有以下臨床癥狀

(1)發(fā)熱、乏力和干咳、呼吸困難為主要癥狀，但是也有一部分患者，會出現輕度的納差，惡心、嘔吐、腹脹、腹瀉、胸悶、胸痛、心慌、結膜炎、肌肉酸痛等現象。

(2)發(fā)病早期經生化實驗檢測發(fā)現大多數患者白細胞總數正常，淋巴細胞數下降，C反應蛋白(CRP)和血清超敏肌鈣蛋白I(cTnI)增加，重癥患者體內還發(fā)現D-二聚體和乳酸脫氫酶(LDH)也明顯升高的現象[15]。

(3)胸部CT影像學發(fā)現，患者早期呈現多發(fā)小斑片影及間質改變，以肺外帶明顯。進而發(fā)展為雙肺多發(fā)磨玻璃影、浸潤影，重癥患者出現肺實變，胸腔積液少見等癥狀[15]。

(4)流行病學研究發(fā)現，大多患者都死于呼吸衰竭，說明肺部是SARS-CoV-2最常見的感染靶器官[16]。此外，SARSCoV-2破壞大腦神經系統(tǒng)使人記憶力減退甚至有的患者中出現脫發(fā)現象[17]。近期在《英格蘭醫(yī)學雜志》上發(fā)表的最新成果表明，新冠病毒可能不需要直接侵入腦組織即可對人腦神經系統(tǒng)造成損害。

4 預防措施

接種疫苗和預防隔離是阻止新冠疫情擴散的最佳方法，根據世界衛(wèi)生組織和我國衛(wèi)生健康委的要求SARS-CoV-2變體的預防措施主要有以下方面。

(1)注意個人衛(wèi)生

在日常生活中要注意個人衛(wèi)生。飯前便后要手部消毒。禁止用未清洗和未消毒過的手觸碰眼睛、鼻子和嘴巴等。

(2)保持室內空氣的流暢

室內要保持清潔，勤開窗，經常通風流入新鮮的空氣，在咳嗽或打噴嚏時請用紙巾遮掩口鼻，防止飛沫傳播。

(3)外出要佩戴口罩

如果外出前往公共場所、看病或者乘坐其他交通工具時，應佩戴醫(yī)用口罩，預防該病毒的感染。

(4)形成良好的安全飲食習慣

在新冠疫情期間注重飲食習慣也是非常重要的，我們多吃一些含有維生素的食物，如菠菜、西紅柿、蘋果、橘子等，少吃一些油膩和辛辣刺激性的食物，保護胃腸道的功能。

(5)定期對高頻接觸的物體表面消毒

清洗并消毒高頻接觸的物體表面包括桌子、門把手、洗手間的一些用具、公共車扶手、手機、電腦等。

(6)不參加聚集性的活動

SARS-CoV-2主要是靠空氣和接觸傳播，所以我們盡量不參加聚集性的活動，避免無癥狀感染者的傳播。

(7)不要擅自接觸野生動物或養(yǎng)殖動物

特別是在外出游玩的時候，不要在無采取防護措施情況下接觸野生動物和養(yǎng)殖帶病菌的動物，防止疾病的傳染。

(8) 此外，英國科學家還證實了在某些患者體內SARSCoV-2死亡率和維生素D攝入有一定的關系，并發(fā)現身體中缺乏維生素D的人最容易感染SARS-CoV-2病毒[18]。嚴重缺乏維生素D，感染新冠后死亡概率增高[18]，所以適當補充維生素D也是預防新冠肺炎的一種手段。

5 展望

目前，新冠肺炎疫情仍在全球肆虐，給世界各國人民的生命安全和世界經濟的發(fā)展帶來了巨大影響，給全球公共衛(wèi)生安全帶來巨大挑戰(zhàn)[19]。我們要準確把握疫情的變化趨勢，立足全局及時作出統(tǒng)籌疫情防控的重大策略部署，要堅持依法防控、科學防控，最大限度保障人民生命安全[20]。我們堅信隨著社會經濟的快速發(fā)展和共同構建人類衛(wèi)生健康共同體，世界各國醫(yī)學科研合作也會更加緊密，將會大力支持對SARSCoV-2有效藥物的研發(fā)和加大投資公共衛(wèi)生基礎設施的建設，繼續(xù)加強疫情有關的全球監(jiān)測、協(xié)調和溝通、共克時艱，為早日對SARS-CoV-2的防控和治療做出新的貢獻。