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疾病与药物研究

Nature:新冠病毒D614G突变增强这种病毒的复制和传播

2021年03月05日 浏览量: 评论(0) 来源:生物谷 作者: 责任编辑:yjcadmin
摘要:在诸如英国变体B.1.1.7之类的冠状病毒SARS-CoV-2变体出现之前,称为D614G的SARS-CoV-2变体(即携带D614G突变的SARS-CoV-2病毒)已经从引发SARS-CoV-2大流行的原始病原体中突变出来。D614G已经迅速扩散成为全球范围内数量最多的变体,而且在所有新出现的变体中都保留了这种D614G突变。

在诸如英国变体B.1.1.7之类的冠状病毒SARS-CoV-2变体出现之前,称为D614G的SARS-CoV-2变体(即携带D614G突变的SARS-CoV-2病毒)已经从引发SARS-CoV-2大流行的原始病原体中突变出来。D614G已经迅速扩散成为全球范围内数量最多的变体,而且在所有新出现的变体中都保留了这种D614G突变。

在一项新的研究中,来自瑞士病毒与免疫学研究所、伯尔尼大学、德国弗里德里希-勒夫勒研究院和美国疾病控制与预防中心的研究人员如今能够在实验室和动物模型中证实,为什么D614G变体能够比原来的SARS-CoV-2病毒更占优势。相关研究结果于2021年2月26日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“SARS-CoV-2 spike D614G change enhances replication and transmission”。


SARS-CoV-2(之前称为2019-nCoV)的透射电镜图,图片来自NIAID RML。

论文共同通讯作者、瑞士病毒与免疫学研究所的Volker Thiel说,“我们的方法也让我们能够更好更快地描述新出现的变体,如英国变体B.1.1.7。”这些研究结果对于评估新变体猖獗的风险极为重要,因为它们显示了SARS-CoV-2变体的适应优势如何导致更高的传播。

D614G变体携带了刺突蛋白(S蛋白)突变,使得这种病毒更容易附着在人体细胞上。在这项研究中,这些作者首次在来自上呼吸道以及鼻子的人类细胞培养物中证实,D614G变体比原始的病毒结合得更强,复制速度也更快。在这项研究中首次描述的一种新的小鼠模型中,他们也首次在体内证实D614G变体的复制速度增加。

这种新的突变显然占上风

在其他动物身上研究SARS-CoV-2病毒的传播比在小鼠身上研究效果更好。仓鼠和雪貂在感染研究方面已经很成熟,是特别合适的动物模型。为了比较D614G变体,将等量的原始SARS-CoV-2病毒和D614G变体的混合液在轻度麻醉下施入每只动物的鼻子中。一天后,将实验感染的动物与另一健康的同种哨兵动物(sentinel animal)重新放置在一起,以评估D614G变体和原始病毒相互直接竞争的传播情况。这一实验总共在6对动物中进行了重复。在几乎所有的哨兵动物中,传播的SARS-CoV-2病毒的比例在早期就被D614G变体大量占据。弗里德里希-勒夫勒研究院的Martin Beer团队使用最新的测序技术和PCR技术对原始SARS-CoV-2病毒和D614G变体进行了区分。Thiel说,“我们的研究脱颖而出,因为我们能够清楚地辨别出D614G变体比原始SARS-CoV-2病毒更有效地传播。”

对进一步突变进行适应性测试

这种方法甚至可以用来检测任何单一的突变或特定的突变组合,这些突变组合存在于目前流通的一些病毒变体中。瑞士病毒与免疫学研究所依赖于一年前在瑞士伯尔尼开发的克隆技术,这种技术在实验室中让SARS-CoV-2病毒精确复制。以英国变体B.1.1.7为例,这种病毒变体通常发生14种以上的突变,其中8种发生在刺突蛋白中。因此,在这种克隆技术的帮助下,病毒变体携带的任何数量的突变都可以重现,并用于在已建立的细胞培养物和动物模型中相互竞争。这些结果显示了单个突变是如何影响新变体的适应性和传播性的。Thiel说,“我们的测试策略使我们能够快速检查为什么其他新出现的病毒变体已经建立起来。”

类似的传染性病原体研究项目未来也可以在伯尔尼大学新成立的传染病与免疫多学科中心(Multidisciplinary Center for Infectious Diseases and Immunity, MCIDI)进行。


参考资料:
1.Bin Zhou et al. SARS-CoV-2 spike D614G change enhances replication and transmission. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03361-1.

2.SARS-CoV-2 mutations in competition
https://medicalxpress.com/news/2021-02-sars-cov-mutations-competition.html


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