谢旭平博士等系统介绍新冠变体D614G的研究进展

近日，美国德克萨斯大学医学分部（ The University of Texas Medical Branch at Galveston, UTMB）谢旭平博士和美国约翰霍普金斯大学医学院Aria C. Shi在SCIENCE CHINA LIFE Sciences发表了题为Making sense of spike D614G in SARS-CoV-2 transmission的综述文章。该综述系统地总结了新冠变体D614G对病毒复制、病理、传播能力、疫苗及抗体有效性的影响，并强调了密切关注病毒变异及功能性研究突变的重要性，以确保新冠防疫手段仍对变体有效。

从2019年底暴发至今，新型冠状病毒 （简称新冠病毒或者SARS-CoV-2） 肆虐全球。至2020年12月，新冠病毒已导致世界范围内七千多万人感染，一百六十多万人死亡，引发了严重的人类健康危机，并危及世界经济安全。尽管大部分新冠感染只产生轻症，但是在年长者或患有基础性疾病的人群中，新冠感染可导致严重性肺炎，并危及生命。基于病毒基因序列的相似性，人们普遍认为新冠起源于蝙蝠。但是，目前无法确定新冠病毒在何种中间宿主中进化，并传播给人类。在传播过程中，新冠这一类RNA病毒会不断地变异，以适应不同宿主。在过去的一年里，新冠病毒在人群中大范围扩散。所以，目前发现产生更适应人类宿主的新冠变体，自然是不足为怪。

该综述着重介绍了新冠变体D614G的产生、病毒学研究现状（图1），并总结了该突变对现有疫苗及抗体有效性的影响。

图1：新冠病毒D614G概况。A，流行病学概况；B，在细胞水平上，D614G增强病毒复制；C，在动物模型中，D614G增强病毒传染性；D，D614G在刺突蛋白上的结构展示。

序列分析显示，在暴发早期的所有新冠病毒的刺突蛋白 （Spike, 简称S） 中，614号位置上的氨基酸都为天冬氨酸。但从2020年三月到六月，该氨基酸迅速突变成甘氨酸 （D614G） 。目前，D614G突变体已取代早期病毒株，在世界范围广泛流行。临床病理数据显示，虽然D614G突变更适应人群传播，但并不改变病毒致病性。D614G病体的出现迅速引起了全球科学家们的关注。通过反式遗传系统学技术，科学家们在实验室严格地比较了该突变体 （G614） 和原病毒 （D614） 在细胞及动物模型上的表型差异。结果显示，在细胞水平上，D614G突变增强了病毒感染人类细胞的能力，并提高了病毒热稳定性；在仓鼠、雪貂动物模型中，D614G突变增加了上呼吸道的病毒量，并显著增强病毒在动物中的传播能力。进一步的结构生物学研究表明，D614G突变破坏了氨基酸D614和T859间的氢键作用力，导致病毒刺突蛋白的构象改变，使更多的受体结合区域 （RBD） 呈现展开姿态，从而增加了刺突蛋白结合ACE2受体的能力。这一结果合理解释了D614G适应人群的分子机制。

另一方面，D614G突变体的快速扩散引发了人们对于现有疫苗和抗体有效性的担忧。科学家们使用不同的抗体效价评估方法，严格比较了康复病人血清、免疫疫苗血清及部分单克隆抗体对突变体和原病毒的体外中和能力。结果显示，D614G突变并不显著影响现有疫苗的有效性。但是，基于D614G对病毒刺突蛋白构象的影响，D614G可能减弱某些特异性抗体的治疗效果。

综述的最后一部分介绍了新出现的新冠变体。传播能力更强的新冠变体出现在英国、南非、巴西等地，并在世界范围内流行。类似的问题摆在了人们面前：1）新变体对病毒的复制、传播和致病性如何？2）新变体是否影响现有疫苗和抗体的有效性？对于前者，科学家们正紧锣密鼓地展开研究，相信不久便会有答案。对于后者，已有结果显示，某些突变体部分减弱了疫苗和康复病人血清的体外中和效果，但对疫苗体内的有效性的影响仍需要更多的实验证据。最后，需要尽早鉴定新的突变体，并及时评估现有防疫措施对变异体的有效性，以确保现有或者正在开发的疫苗能提供足够的保护力。相信，我们能够最终战胜新冠，回归正常生活轨道。

美国得克萨斯大学医学分部助理教授谢旭平博士是文章的通讯作者，美国约翰霍普金斯大学医学院Aria C. Shi是文章的第一作者。

原文链接：

https://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCLS/doi/10.1007/s11427-020-1893-9?slug=fulltext

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