來源:生物探索 時間:2020-04-21
【文章來源:生物探索】
據(jù)美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)實(shí)時數(shù)據(jù)統(tǒng)計,截至北京時間22日早上6時38分,全球新冠肺炎(COVID-19)確診病例已超256萬,死亡病例達(dá)176926例。
迄今為止的科學(xué)研究表明,新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)已經(jīng)發(fā)生變異,至于這種變異將產(chǎn)生怎樣的影響,目前尚無定論。
4月20日,由中國工程院院士李蘭娟領(lǐng)銜發(fā)布在預(yù)印本網(wǎng)站medRxiv(未經(jīng)同行評審)上的一項(xiàng)研究報告指出,SARS-CoV-2已經(jīng)獲得了能夠?qū)嵸|(zhì)性改變其致病性功能的突變,并且不同變異毒株病毒載量方面的差異可達(dá)270倍。
https://doi.org/10.1101/2020.04.14.20060160
研究人員采集了2020年1月22日至2020年2月4日期間被收治在浙江大學(xué)附屬醫(yī)院的11位COVID-19患者的病毒樣本。其中8人為男性患者,3人為女性患者,年齡在4個月至71歲之間,除年齡最小的患者為輕度癥狀外,其余10名患者均為中癥或重癥患者。
為了探究這11個病毒分離株的突變譜,研究人員對它們進(jìn)行了超深度測序,并將所得結(jié)果與全球共享流感數(shù)據(jù)倡議組織(GISAID)中的1111個基因組序列進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)這些分離株上共存在33個突變,其中有19個是首次發(fā)現(xiàn)的全新突變。盡管樣本數(shù)量較少,但是從分析結(jié)果來看,病毒存在豐富的變異多樣性,這說明新冠毒株的真正多樣性在很大程度上仍然沒有被充分認(rèn)識。
11個病毒分離株上的每一個突變總結(jié),藍(lán)色標(biāo)記意味著新的突變
不過,最關(guān)鍵的問題在于,病毒的突變將對病毒的致病性功能產(chǎn)生怎樣的影響?
由于COVID-19患者可能會因年齡、身體狀況等因素而出現(xiàn)不同的感染癥狀,因此,為了更客觀地評估這些突變對病毒致病性的影響,研究人員選擇了Vero-E6細(xì)胞系進(jìn)行體外感染性試驗(yàn)。這種細(xì)胞系的ACE2蛋白與人體內(nèi)的非常相似,而ACE2是SARS-CoV-2進(jìn)入人體細(xì)胞所需的受體,因此能夠提供SARS-CoV-2感染細(xì)胞系的直接證據(jù)。
研究人員使用從這11名患者身上獲取的SARS-CoV-2分離株分別感染了Vero-E6細(xì)胞,之后每隔一段時間采集細(xì)胞并檢測細(xì)胞的病毒載量。觀察結(jié)果表明,隨著時間的推移,新冠病毒株在病毒載量方面表現(xiàn)出顯著差異,并且在24小時這一節(jié)點(diǎn)上,不同病毒株的病毒載量最高差異可達(dá)270倍!
當(dāng)感染Vero-E6細(xì)胞時,患者來源的SARS-CoV-2分離株的病毒載量存在時間變化。
那么,病毒載量越高,是否意味著更大的細(xì)胞死亡風(fēng)險呢?
在接下來的實(shí)驗(yàn)中,研究人員使用DIC顯微鏡觀察了48小時和72小時這兩個時間節(jié)點(diǎn)上的細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE),這是一種病毒大量繁殖導(dǎo)致細(xì)胞病變甚至死亡的情況。結(jié)果顯示,CPE與病毒載量數(shù)據(jù)高度一致,表明病毒載量越高,細(xì)胞死亡率越高。
CPE的變化與病毒載量(CT)密切相關(guān)。A為每個時間點(diǎn)觀察到病毒載量的顯著變化,
B中箭頭所指細(xì)胞正在溶解,C為CPE與CT之間的關(guān)系。
值得注意的是,從第11號患者(ZJU-11)身上分離的病毒株出現(xiàn)了三核苷酸突變,并且這種突變似乎在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中使毒株的復(fù)制速率和致病力大大提升,患者的陽性檢測結(jié)果維持了45天。研究人員認(rèn)為,這種突變對病毒致病性功能的影響值得研究。
總之,這項(xiàng)研究提供了直接的證據(jù),證明目前在SARS-CoV-2基因組中發(fā)生的突變具有影響病毒致病性的功能潛力。因此,除了積累基因組測序數(shù)據(jù)外,研究人員還應(yīng)盡可能在細(xì)胞水平上進(jìn)行病毒監(jiān)測。盡管研發(fā)COVID-19藥物和疫苗迫在眉睫,但仍需考慮到這些累積的突變,以避免潛在的陷阱。 (文章來源:生物探索)