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在過去的一年中,新冠病毒全球性大流行教會了人們很多有關傳染病學和病毒學的術語。

現在,隨著新冠病毒英國變異體,以及隨後南非變異體和巴西變異體的相繼被確認,最經常進入人們視線當屬與病毒變異相關的突變,變異體和毒株等術語。

2020年12月14日,英國COVID-19基因組學聯盟(COG-UK)發表了一項宣告宣佈,在英國東南部以及更廣泛的地區發現了一種新的SARS-CoV-2變異體,該變異體包括病毒用來結合人體ACE2受體的刺突蛋白結合域基因序列N501Y突變在內的多種突變。

這種新冠病毒變異體最終被命名為B.1.1.7變體。

隨後,南非和巴西也宣佈發現了新冠病毒新的變異體,分別被命名為B.1.351和P.1變體。

那麼,突變,變異體和毒株這些術語到底是什麼意思呢?

突變

我們知道,病毒是一種介於最簡單的生物和非生物之間的存在。

儘管它們也具有可以複製的遺傳物質,卻沒有進行自我複製的機制和裝置,只有進入宿主細胞,“劫持”宿主細胞的細胞器才能進行自我複製和進一步感染。

根據遺傳物質的不同,病毒可以分為DNA(脫氧核糖核酸)病毒,和RNA(核糖核酸)病毒。

新冠病毒是一種RNA病毒。

我們知道,染色體在複製過程中經常容易出錯。

比如,癌症是一種由細胞基因發生特定突變引發的疾病。

而基因的癌性突變就是在DNA複製過程中自發或者外誘導因素作用下發生的。

我們還知道,DNA是一種雙鏈結構,複製過程中有一些預防出錯,以及糾正錯誤的機制。

反觀RNA,本身是一種單鏈結構,複製過程缺乏預防和糾正出現錯誤的機制。

因此,相對於DNA病毒,RNA病毒複製過程中更容易出錯,這種錯誤既可以是單個核苷酸,也可以是多個核苷酸的錯誤排列,缺失或重複等。

病毒複製過程中發生的核苷酸排列的這些錯誤就是突變(mutation)。

變異體

突變一旦發生,產生的子代病毒RNA序列就與母體不再完全相同。

具有這些突變的病毒被稱為變異體(variant),也可以簡稱變體。

毒株

發生變異的病毒所包含的突變可以有一個,也可以是多個。

重要的是,並非所有的突變都具有相同的生物學意義。

我們知道,病毒或其他生物的遺傳密碼可以被視為一種藍圖,透過指導蛋白質的翻譯來構建生物體。

當發生單個點突變時,可能並不會改變所指導產生的蛋白質的氨基酸序列,因而不會改變蛋白質的構成和功能。

在這種情況下,突變就是沒有生物學意義的。

相反,有些突變,有時甚至是單個點突變,也會造成所翻譯的蛋白質的結構,以及構型和功能的改變。

在某些情況下,可能同時存在許多突變共同改變了所翻譯的蛋白質構件的結構和功能。

當突變(無論是多寡)造成病毒構造和功能發生了重要的、特徵性改變時,新的變異體就會被稱為新的毒株(strain)。

由此可見,毒株實際上就是一種變異體;但是,並非所有變異體都可以成為新毒株。

與其母體相比,新毒株存在結構的不同,從而導致生物學行為也有所不同。

當然,這種差異既可以是微小的,也可以是顯著的。

比如,就新冠病毒的突變體而言,如果涉及刺突蛋白基因序列改變,導致刺突蛋白結構改變,從而影響變異體與細胞受體的結合,從而改變病毒的侵襲性和傳染性,以及對疫苗有效性造成影響。

幾種變異新冠病毒是新變異體,還是新毒株?

作為一種RNA病毒,特別容易出現複製錯誤,甚至可以說幾乎每一次複製都會出現突變。

但是,如上所述,冰粉所有突變都具有生物學意義。

相反,大多數突變沒有意義。

目前被人們熱切關注的幾種新變異是英國變異體(B.1.1.7),南非變異體(B.1.351)和巴西變異體(P.1)。

已知,幾種新變異體都包含幾個不同的突變。

以英國變異體為例,就存在包括刺突蛋白改變在內的14個突變。

其中的N501Y突變涉及病毒刺突蛋白的改變,導致該變異體更容易與人類受體ACE2結合,從而增加其感染力和傳播性。

也有研究顯示,這種病毒變體毒力也有所增加,從而造成更高的感染病死率。

另外,儘管證據並不一致,但是,這種英國變異體可能會影響目前所開發的某些疫苗的有效性。

因此,新冠病毒的英國新變體,既是一種新的變異體,同時也是一種新的毒株。

同樣的,被確認的南非變體和巴西變體也既是一種新的變異體,同時也是一種新的毒株。

特別是南非毒株,被認為對目前有的疫苗有效性影響頗大。

至少,來自Novavax,強生和牛津/阿斯利康的最新資料表明,這幾種疫苗針對南非毒株的保護作用被顯著降低。

基於此,南非當局甚至叫停了牛津/阿斯利康疫苗在南非的接種。

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