中国研究者:新冠病毒“突变混合株”使冬季疫情超出现有预估能力

2022年10月31日09:25:03 科学 1510

奥密克戎的突变亚株正在全世界扩散——无数的突变一次又一次地出现。

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目前SARS-CoV-2的奥密克戎变种的免疫躲避分支的多样性是前所未有的。这种复杂性使得预测即将到来的感染浪潮变得更加困难。它甚至可能导致某些地方的“双波”,因为首先是一个变种,然后是另一个变种超过一个种群。

目前,科学家查明了一些逃避免疫的突变,这些突变为变异体的传播提供了动力。然而,目前为止,全球范围内出现了一些超级的突变株,在不同地区引起了不同的疫情。

在欧洲、北美和非洲,BQ.1家族中奥密克戎分支的流行率正在迅速上升,尽管总体病例似乎有所下降。在包括新加坡,孟加拉国和印度在内的亚洲国家,一个名为XBB的谱系已经引发了新的感染浪潮。科学家们正在密切观察两个区域都在循环的几个区域,看看哪个区域有优势。

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“最终,一些变体可能会占据主导地位,但它不像过去那样具有决定性,”瑞士巴塞尔大学的计算生物学家Cornelius Roemer说。

一个突变大谱系

推动过去疫情浪潮的变异株,如阿尔法和德尔塔,都来自SARS-CoV-2家谱的不同分支。

但自 2021 年底奥密克戎出现以来,它已经产生了一系列亚变种,包括 BA.2 和 BA.5,引发了全球感染浪潮。

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许多国家在 2022 年年中将其以 BA.5 突变株作为变异株的研究主体,但大多数科学家认为另一个子谱系脱颖而出只是时间问题。

在过去的几个月里,变异检测人员一直在梳理全球SARS-CoV-2测序数据,以确定候选者。但是,他们确定的不是一两个快速崛起的突变谱系,而是十几个值得关注的病毒突变谱系。

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“这是变异的集合不像我们以前看到的那样,”北京大学免疫学家曹云龙说,他的团队一直在研究变异体的免疫逃避能力。

突变谱系的成员来自奥密克戎家谱的各个部分。但它们的上升似乎是由于少数共享的基因突变,其中大部分导致称为受体结合域(RBD)的病毒刺突蛋白部分的氨基酸变化。这部分蛋白质是感染细胞所必需的,并且是提供有效免疫反应的抗体的靶标。

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曹云龙团队本月的工作表明RBD突变有助于病毒逃避由COVID-19疫苗和早期奥密克戎分支(包括BA.2和BA.5)感染引发的感染阻断“中和”抗体。

值得警惕的突变

曹云龙和其他人观察到,一个变体拥有的这些RBD变化越多,它的增长速度就越快,这是通过报告给全球数据库的序列数量来衡量的。例如,具有五个关键 RBD 更改(相对于 BA.2)的变体(例如 BQ.1)的数量增长速度似乎比具有六个更改的变体慢。BQ.1的后代BQ.1.1有六个这样的变化,并且在欧洲,北美和其他地方迅速崛起。

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第七次RBD变化似乎导致更快的增长(尽管科学家警告说,估计是近似的,特别是当记录的序列数量很少时)。科学家正在追踪的主要“7级”变体是XBB。该亚系是两个奥密克戎亚系的杂交或重组,都是BA.2的后代。

在新冠突变株群体中,BQ.1.1和XBB似乎正在上升到顶峰。BQ.1家族已经在法国占主导地位,随着这些地区进入冬季,可能会在欧洲和北美引发感染浪潮。它也是南非、尼日利亚和非洲其他地方变种汤的常见成分。相比之下,XBB似乎可能主导亚洲的感染,它最近在亚洲引发了一波感染浪潮。

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研究人员还在监测BQ.1.1和XBB共同传播的国家,看看哪个传播得更快。在澳大利亚,有一些早期迹象表明XBB正在获得优势,曹云龙指出。

微生物学家Rajesh Karyakarte表示,这似乎也发生在印度,他负责协调马哈拉施特拉邦的SARS-CoV-2基因测序。“我们将能够判断哪一个在这里幸存下来。我们怀疑XBB。

XBB相对于BQ.1系列的优势可能部分是由于尖峰RBD之外的变化,Cao说。该变体在编码称为N末端结构域(NTD)的刺突蛋白区域的部分基因组中也存在突变。根据曹云龙实验室的初步数据,我们的免疫系统也用中和抗体靶向这部分尖峰,从BA.2和BA.5感染中康复的人对NTD的免疫反应特别强烈。

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曹云龙补充说,XBB躲避针对NTD的抗体的能力可能使其能够感染对BQ.1免疫的人及其亲属。但是“BQ.1正在疯狂地快速拾取NTD突变”,他说。他的团队未发表的研究表明,这种添加大大增强了这些变体逃避疫苗接种和先前感染引起的中和抗体的能力。

曹云龙说,BQ.1.1可能会导致病例激增,只是XBB在某些地方超过了它。“如果事实证明XBB最终将在全球范围内占据主导地位,我们可能会在欧洲和北美看到某种双重浪潮,”他说。

双重免疫?

一个关键的决定因素是BQ.1谱系感染对XBB的保护程度。曹云龙的团队目前正在研究这个问题。“我有一种感觉,如果你感染了BQ.1,你可能会有一些针对XBB的保护,”他说。“我们还没有数据。”

无论是由XBB,BQ.1.1还是群体中的其他成员驱动,大型感染浪潮都会扰乱社会,即使是轻微的感染也可能导致长期的健康影响。但研究人员正在特别密切关注即将到来的浪潮是否会导致大量住院和死亡。

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在一项未发表的对28名XBB感染者的初步研究中,Karyakarte的团队发现没有人有严重的症状。Karyakarte说,他在孟加拉国的同事也报告了类似的模式。新加坡在其 XBB 浪潮中记录了 COVID-19 住院和死亡人数的小幅上升,但这些严重影响比过去的浪潮要小。

曹云龙说,季节性(北半球冬季天气可能会促进SARS-CoV-2的传播)、前几波疫情和政策等因素意味着新加坡的经验可能无法预测其他国家的情况。“这可能不是将要发生的事情的蓝图。


参考文献

1.Cao, Y. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2022.09.15.507787 (2022).

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