新型冠状病毒如何进化

与将近一年前在中国出现的SARS-CoV-2类型不同，迄今为止，世界正在处理另一种类型的SARS-CoV-2，到目前为止，突变产生了至少七种病毒。

随着冠状病毒SARS-CoV-2席卷全球，并在过去一年中杀死了150万以上，它已因适应人类宿主而突变为几大类或毒株。绘制和理解病毒的这些变化对于制定策略来对抗其引起的COVID-19疾病至关重要。

路透社分析了全球共享所有流感数据倡议（GISAID）的185,000个基因组样本，这是世界上最大的新型冠状病毒基因组序列数据库，以显示主要菌株的全球优势地位如何随时间变化。

分析表明，目前有七种主要的病毒株。 L株是2019年12月在中国武汉市发现的原始株。然后，该病毒在2020年初变异为S株。随后是V和G株。菌株G进一步突变为菌株GR，GH和GV。其他几种不常见的突变被归为O菌株。

南澳大利亚首席卫生官尼古拉·斯珀里尔（Nicola Spurrier）表示：“研究基因组学的原因是试图找出它的来源……就试图绘制出我们对大流行病的期望而言，这一信息至关重要。”在11月初该州爆发疫情之后。最初，卫生官员封锁了该州，因为他们认为疫情是由更具传染性的病毒株引起的。一天后，他们发现一家披萨餐厅的工作人员对他如何传染这种疾病撒了谎，他们解除了封锁。

上图显示了原始L株几乎消失了，而G株在大流行的当前阶段占主导地位。这很重要，因为G菌株包含一种突变，可使SARS-CoV-2上的刺突蛋白更易于与人细胞上的受体结合，从而可能增加感染机会和病毒的传播能力。

突变是生物体遗传物质的变化。当病毒自身制造数百万个副本并在一个主机之间移动时，并非每个副本都是相同的。随着病毒的传播，这些小的突变会不断积累，并一次又一次地被复制。

像GISAID这样的数据库可以跟踪单个样本中的这些变化，从而使科学家可以将点与其他样本联系起来，并确定何时形成主要的新菌株。

GISAID数据库映射了来自世界各地的大约3500个样本，并构建了一个家族树来显示它们之间的关系。数据的可视化显示了样品之间的关系以及新菌株的出现位置。

在大流行初期，该病毒在世界范围内传播相对较快，被反复引入不同地点并定期引发新的爆发。在此期间，报告给GISAID的样品中菌株的混合物更加多样化。随着国家开始关闭边界，引入的新菌株越来越少。在存在更具弹性的G型毒株的国家，它们开始占主导地位。

然而，在不同国家和地区，向新菌株进化的时间和速率发生在不同阶段。这些不同的模式在很大程度上反映了该病毒能够在任何给定区域传播的速度，以及该病毒的“进口”病例是否引发了疫情。

最近出现“ O”或“ other”部分最高应变的区域。

最近传播的“ O”或“ other”部分最高菌株的地区

最近传播的“ O”或“其他”菌株的最高部分

最近出现“ O”或“ other”部分最高应变的区域。

在亚洲，由于包括中国在内的几个国家迅速关闭边界并限制行动，最初的L株持续了更长的时间。相反，至少在最初，北美和欧洲并没有限制运动，这使得G株以更快的速度传播和变异。

墨尔本迪肯大学卫生学院流行病学教授凯瑟琳·贝内特（Catherine Bennett）说：“很多东西落到了一起，并在新人群中立足。” “这种病毒会在超级传播事件中传播，这意味着该病毒不必具有特别的传染性。由于集群传输，我们将看到不同的模式。”

G菌株现在在世界范围内占主导地位。一种特定的突变D614G已成为最常见的变异。之所以这样命名，是因为在病毒刺突蛋白的第614位氨基酸从D（天冬氨酸）变为G（甘氨酸），这种结构使病毒具有冠状外观。

G毒株的上升与世界各地病毒爆发的高峰同时出现，大量新病例使这些毒株入侵新地区。澳大利亚，日本和泰国的数据说明了G菌株的优势。在澳大利亚第二次感染浪潮中，几乎所有样本中都存在G株，这表明该国已通过一系列社会疏远措施有效消除了早期L和S株的传播。澳大利亚所有第二波浪潮都是由从海外归来并隔离疫情的人引发的。

当考察一些感染最多的国家时，G株的优势就更加明显。

迄今为止，美国在感染和死亡人数方面处于领先地位。大多数感染以及第一波，第二波和第三波都与显示三个G菌株的样本增加一致。

在印度，可以观察到类似的模式，因为从6月到9月感染的持续增加似乎遵循G株样本的曲线。

最近出现的突变是GV株，迄今为止已分离到欧洲，在最近几周它已变得越来越普遍。 GISAID的科学家说，这种变体的蛋白质峰突变，但在这种情况下，对病毒结合人细胞的能力影响很小。专家说，目前尚不清楚GV病毒株是由于传播优势还是正在传播，还是因为它在夏季影响了活跃于社会的年轻人和游客而传播。

一些国家逆转了从L株到G株的总体发展趋势，尽管增长率不同。在某些情况下，没有足够的样本数据提交给GISAID以检测模式。但是，其他一些国家根本没有跟随向G型毒株的全面转变。

例如，新加坡记录了许多O株-几周未发展为持续世系的病毒变体。迪肯大学的贝内特说，这很可能反映出这样一个事实，即新加坡的大部分暴发都在单独的外国工人宿舍内，并很快被收容在这些设施中。

在韩国，V株在一段时间内占主导地位，这一时期与大邱市一个宗教教派的大量病例相关。在四月份有报道称数十名从COVID-19中康复的人后来再次呈阳性后，韩国也是研究另一种病毒再感染潜力的全球努力的中心。当时的卫生官员说，他们怀疑这是由于检测到死者病毒残留的测试所致。从那以后，有文献报道了个体被不同版本的病毒重新感染。首尔国立大学医院的研究人员在最近发表的《临床传染病》杂志上发表的论文中，使用计算机分析表明，一名妇女首先感染了V株，然后再感染了G株。

SARS-CoV-2病毒在新宿主中复制自身副本时，就会发生引起新病毒株的突变。病毒的基因组是一套完整的遗传指令，以30,000个“字母”的代码编写。基因组的不同部分指导病毒在宿主细胞中复制时如何构建病毒的不同部分，例如影响复制的壳结构蛋白或非结构蛋白。

病毒基因组中的微小突变是正常的，因为它会不断被复制。 GISAID数据库识别出基因组中数千个变化。许多疫苗是无害的，但科学家几乎不可能预测何时以及如何突变会导致病毒株对拟议疫苗更易传播或不可渗透。

下图显示了病毒基因组的各个区域以及它们编码的病毒的相应部分，以及每个基因组区域中记录的许多突变。 不构成病毒的物理结构，而是调节病毒的其他方面 不构成病毒的物理结构，而是调节病毒的其他方面 不构成病毒的物理结构，而是调节病毒的其他方面 不构成病毒的物理结构，而是调节病毒的其他方面 不构成病毒的物理结构，而是调节病毒的其他方面 迄今为止，SARS-CoV-2病毒的变异缓慢，从而使科学家和政策制定者能够掌握其最新进展。 尽管如此，科学家对某些突变的含义仍存在分歧。 一些专家报告说，D614G变异使该病毒更易于传播，但其他研究却与此相反。

无论哪种方式，到目前为止的变化都没有导致可能对开发中的疫苗产生抗性的菌株。实际上，来自谢菲尔德大学和哈佛大学等多家机构的一组科学家进行的一项研究发现，G菌株可能是疫苗的更易靶标，因为这些菌株的表面上有更多的刺突蛋白，它们是疫苗的靶标。诱导的抗体。

伦敦大学遗传学研究所研究员露西·范·多普（Lucy van Dorp）说：“幸运的是，我们发现这些突变均未使COVID-19传播得更快，但我们需要保持警惕并继续监测新突变，尤其是在疫苗推出时。” ，是一项研究的共同作者，该研究确定了SARS-CoV-2病毒中的12,700多个突变。

尽管如此，观察流感和艾滋病病毒多年变异，逃避疫苗的专家警告说，SARS-CoV-2的未来变异仍然未知。避免改变使病毒不能透过疫苗的最佳方法仍然是限制其传播并减少其变异的机会。

“如果病毒发生重大变化，尤其是刺突蛋白，那么它可能会逃脱疫苗。我们想放慢全球的传输速度，以减慢时钟的速度。”迪肯的贝内特说。 “这减少了一个千亿美元的变化对我们来说是可怕的消息的机会。”