病毒毒株

8月19日，记者从中科院微生物研究所获悉，来自该所等单位的研究人员合作研发出一种能够靶向多种冠状病毒入侵受体ACE2的阻断型单克隆抗体h11B11。该抗体能够有效预防和治疗新型冠状病毒及其突变株感染宿主细胞及模式动物，并在非人灵长类动物中展现出良好安全性。同时，作为新冠肺炎病毒入侵宿主的受体的拮抗剂，该抗体表现出优越的广谱性和中和活性，可应对目前流行的各种变异株。相关成果在线发表于《自然通讯》杂志。新型冠状病毒变异株不断出现，且传播速度越来越快。这给新冠病毒的预防控制带来了巨大挑战，亟需研发出可以应对病毒各种变异株的有效疗法。中和抗体疗法已被证明有效，但变异株的出现，则单一位点的单抗必然失效，广谱中和抗体的研发必须提上日程。幸运的是，近日我国科学家已经成果分离出一株人源化的基因工程单克隆抗体（h11B11），该抗体针对人血管紧张素转化酶 2 (ACE2) 受体。所谓单克隆抗体，是一种免疫球蛋白分子，属于生物药物。新冠肺炎疫情暴发后，靶向病毒表面蛋白的单克隆中和抗体成为潜在的有效治疗新冠肺炎的手段，它通过与新冠病毒结合，抑制病毒的活性，保护细胞免受侵害。相比小分子药物，单抗药物机理清晰，对靶点的选择性高、特异性强。好的单抗药物可以高效率击中靶点，减少副作用。该研究成果对新冠肺炎病毒的抗体治疗，尤其针对目前多种变异株具有重大临床应用价值。经过多种冠状病毒的假病毒和真病毒中和评价，该抗体被证实对新冠病毒及其突变株病毒均具很好的抑制活性。同时，该抗体与微生物研究所早期开发的新冠治疗性抗体CB6联合使用能协同提高中和活性。CB6治疗性抗体是一款靶向新冠肺炎病毒S蛋白RBD的抗体，由微生物研究所高福院士团队和严景华研究员团队联合研发，目前已在美国、欧盟、印度等国家获得紧急使用授权。华中科技大学生命学院杜艳芸博士、中国科学院微生物研究所博士后史瑞、北京大学张莹博士为论文的共同第一作者；中国疾病预防控制中心谭文杰研究员、中国食品药品检定研究院王佑春研究员、华中科技大学生命学院王晨辉教授和中国科学院微生物研究所严景华为本文共同通讯作者。

“战疫”是一场人类与病毒的较量，也是一场科研与时间的赛跑。新冠病毒出现至今，截至北京时间2021年1月26日7时，全球新冠肺炎累计确诊病例已经超过1亿例，达到100203700例。累计死亡病例超过214万例，达到2147411例（worldometer）。在疫苗研发与新冠病毒争分夺秒“赛跑”的过程中，病毒变异株的出现，更有雪上加霜之势。目前，在英国、南非、美国、澳大利亚、日本、中国等几十个国家都相继发现了新冠病毒变异株所引发的感染。那么，新冠病毒变异株是否会影响病毒的传播？是否会导致感染后的病情加重？是否会影响疫苗的效力、导致阻碍抗疫进程？下面我们通过新冠病毒的进化历程、病毒变异株的研究情况及疫苗的防控情况来解答这些疑惑。1、新冠病毒的进化历程2020年2月，欧洲出现新的变异毒株（D614G）。7月，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室研究表明，这种第614位氨基酸发生点突变的新冠病毒突变株正在成为全球主要新冠病毒毒株。2020年8月，非洲尼日利亚出现了新的变异毒株（B.1.1.207），研究表明，这种变异毒株和新冠原毒株比没有明显的变化。2020年10月，英国的病毒专家们对之前保存的一份新冠病毒样本进行检测后，惊讶地发现，这个样本的多处基因片段都发生了突变。研究表明，这种毒株就是后来12月份在英国蔓延传染开的“新冠英国变异毒株”（B.1.1.7）。同月，又一种新的的新冠变异毒株（501.V2）在南非被发现，2020年11月初起成为当地流行的主要毒株。2020年11月，丹麦的日德兰半岛上发现了变异毒株，代号为“Cluster 5”，专家们研究后认定，它是从养殖场的水貂传播到人类身上的。2021年1月，日本国家传染病机构（NIID）从巴西亚马逊州飞抵东京后被隔离的乘客身上，检测出了一种新的的新冠变异毒株（P.1）。研究认为，新冠病毒每月平均发生1-2次突变，这些新突变，可能使新毒株的危险系数直线上升。目前，主要在全球传染的变异毒株为欧洲D614G变异株、英国B.1.1.7变异株，南非501.V2变异株。2、病毒变异株的研究情况D614G变异株D614G突变指的是新冠病毒的第614氨基酸位点 D（天冬氨酸）到 G（甘氨酸）的突变，位于S蛋白。D614G突变的病毒株常伴有5' UTR中的C到T突变（相对于MN908947.3基因组的241位），3037位的C到T突变；在14408位的C到T突变。包含这4个遗传连锁突变的单倍型现已成为全球优势形式，根据GISAID数据库公布的新冠病毒测序结果，发现携带该突变的病毒株主要归类于G型、GR型和GH型。D614G变异株基因突变位点有研究结果表明，携带S蛋白D614G的SARS-CoV-2突变株已成为全球大流行中最普遍的形式，变异后的病毒被证明更具有传染性。D614G变异毒株感染细胞实验不过，目前许多疫苗和疗法重点针对刺突蛋白的受体结合区域(RBD)，D614G并不位于RBD区域。同时，自然感染含有D614或G614的病毒产生的抗体可以交叉中和，因此，D614G突变不太可能对目前正在研制的疫苗疗效产生重大影响。B.1.1.7变异株B.1.1.7变异株在D614G突变毒株基础上又多了17个突变，包括14个氨基酸置换突变和3个框内缺失突变。B.1.1.7变异株有8个突变发生在刺突蛋白（S蛋白）上，其中两个值得高度关注。一个是N501Y突变，它会增强新冠病毒与人体细胞ACE2受体的亲和力。另一个则是69-70氨基酸删除突变，会导致两个氨基酸缺失，可能有助于病毒免疫逃逸。B.1.1.7变异株在S蛋白上的突变位点1月21日，《自然》杂志对从英国传播开的新冠病毒变异毒株B.1.1.7进行了探讨。文章称，关于一种新变种的早期数据表明，与病毒的其他谱系相比，它对儿童的传染力相对更强。22日，英国首相约翰逊表示，目前有证据表明，英国的变异病毒株比普通新冠病毒，至少增加了30%的致死率。BioNTech公布的研究显示，对模拟B.1.1.7毒株的“假病毒”进行测试，疫苗接种后的抗血清能够阻止病毒感染细胞，疫苗仍对其有效。501Y.V2变异株501.V2变异株的刺突蛋白上，出现了9个新突变，分为两组，一组突变在NTD区域（(L18F, D80A, D215G, Δ242-244, R246I)，另外一组在受体结合区（RBD）（K417N，E484K，N501Y）。受体结合区（RBD）是病毒刺突蛋白与人细胞表明的受体ACE2结合的关键部位，这3个关键位点在发生突变之后，可能导致病毒结合受体的能力增强，更容易侵入人体细胞。疫苗介导产生的多抗体在新冠病毒受体结合域上的作用位点1月19日，南非国家传染病研究所（NICD）发表研究， 501Y.V2变异株不但让三类抗新冠病毒单克隆抗体失效，还能躲过新冠康复者血清中的中和抗体。也就是说，其可能会让血浆治疗失效，甚至会降低疫苗效力，接种疫苗可能会再次感染。3、疫苗的防控情况面对病毒不断进化的严峻局势，现有新冠疫苗对新的变异毒株能否起效，决定着全球疫情防控局势的走向。据公开资料显示，新冠病毒通过其表面的刺突蛋白（Spike蛋白，S蛋白）与宿主细胞表面的ACE2受体结合，进而入侵细胞。目前主要的mRNA疫苗能够诱导产生中和抗体，进而抑制新冠病毒的刺突蛋白与人类细胞表面的ACE2受体的结合，从而阻断新冠病毒感染。新冠病毒感染机理有明确数据表明，疫苗对各种变异株都有一定的预防作用。灭活疫苗免疫以后，对包括英国突变的毒株和以往全球分离到的大概八九株的不同的变异株都有中和效果。因此，我国的新冠病毒灭活疫苗是广谱保护的，对来自全球不同地区的毒株都有很好的交叉中和。虽然南非毒株在核心位点E484K发生关键突变，导致mRNA疫苗产生的部分中和抗体效力大打折扣，但影响是有限的。因此，疫苗接种依然对于南非毒株有效果，扩大疫苗接种至关重要。关于人们最关注的疫苗升级问题，日前邵一鸣接受环球时报采访时表示，如未来真的出现需升级疫苗应对病毒的逃逸，我国企业在拿到变异毒株后，只需要更换病毒发酵罐中的种子病毒即可，其他工序不需要做任何调整，预计2个月即可完成升级更新。所以，面对新冠病毒的不断进化，我们不必感到恐慌，国家研发机构在最早开始设计新冠疫苗，就已经为可能发生的最坏结果做了充足的准备！

新型冠状病毒肺炎(Coronavirusdisease2019,COVID-2019)是由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒（SARS-CoV-2）所引起的高传染性病毒疾病，对世界人口造成了灾难性影响，导致全球380多万人死亡，成为继1918年流感大流行以来影响最大的全球卫生危机。 新冠病毒不断变异的RNA病毒 作为单链结构的RNA病毒，新型冠状病毒的一大特点就是极其容易变异。随着感染人数的增加和疫情的持续，新型冠状病毒不断进化和变异，陆续产生多种新冠病毒变异株。世界卫生组织（WHO）根据新冠病毒变异株的传播力、致病力等将其分为VOCs(Variant of concern)和VOIs(Variant of interest)。新冠病毒VOCs的分类 新冠病毒VOIs的分类 目前市场对新冠病毒筛查主要采用荧光 PCR 方法，该方法检测灵敏度高，但成本也相对较高，并且单机通量小，容易被污染，制约了大规模病毒检测速度，对当前不同变异毒株区分荧光PCR方法存在一定难度。随着病毒感染多元化和疫情防控常态化的推进，市场急需一种更快速、准确、高通量的检测方法，用于满足大样本量的检测、基层的日常防控筛查，以及不同变异株的区分。 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）主要用于分析包括蛋白质及核酸在内的生物大分子，该技术应用于核酸检测具有高通量、高灵敏、高准确率的特点。其主要工作原理是结合延伸分析法和碱基特异裂解分析法，将扩增后的核酸产物通过离子源使样品离子化，产生不同质荷比的离子，再经过质量分析器测定该样品中不同种类离子的分子量，按照从小到大的顺序依次排列从而得到一幅质量图谱，并根据检测项目不同给出相应的检测报告。该技术在遗传病筛查、肿瘤变异检测、甲基化检测、用药指导、病原体检测及功能医学健康管理等多个领域的应用日益深入，已经成为精准医学不可或缺的分子诊断技术。MALDI-TOF MS检测新型冠状病毒方法为通过特定引物扩增目标基因片段，再通过靶向位点探针特异性单碱基延伸，然后通过质谱技术检测延伸位点的碱基，判断病毒种类和变异类型。该方法灵敏度高、操作简单、成本低廉、人员需求低、通量高，可实现6小时384样本出报告，以后每1小时出384份样品报告。新冠病毒流行初期，Autof ms1000系统建立了完成病毒检测检测体系，对病毒毒株进行了精准检测（图3）。随着研究深入，Autof ms1000检测核酸的体系也日渐成熟，针对当前多变异毒株情况，研究人员通过合理设计扩增引物和探针，可实现单个样品，单芯片位点检测，一次区分当前所有可认知的新冠病毒变异株。随着疫情斗争的持续进行，病毒变异也不断发生，后续可能出现更多更复杂的病毒变异株，MALDI-TOF MS技术基于其检测原理，在大样本多病毒变异株检测方面的优势将日渐突出。随着人们对该技术的认知度的日渐加深，未来该技术在核酸检测方向的应用将出现更多的思路和方法，MALDI-TOF MS在临床应用领域中将会发挥更大的作用。