到目前为止,冠状病毒变体似乎并不高度变化

2021-04-02 04:02:38

毫无疑问,你听说过在世界各地发展的新型冠状病毒变体。现在,SARS-COV-2的十几个版本是不同程度的关注程度,因为有些人与其他人的感染性和杀伤性有关。通过这种多样性,很容易淹没,并担心我们永远不会达到畜群免疫力。然而,证据正在增长,这些变异性份额享有类似的突变组合。这可能不是许多人都令人害怕的多重战争,具有无限数量的新病毒版本。

我是一个进化的微生物学家,研究细菌和病毒如何适应新的环境或主持人。像许多微生物学家一样,我的同事和我已经注意到了解SARS-COV-2如何演变在人类中的复制和传输的适应性。我们最喜欢的实验室方法是实验进化,在那里我们在几周或几个月的情况下从相同的条件下培养了多种微生物的多种群体。我们研究了抗生素抗性如何发展的问题以及感染如何成为慢性的问题。这种方法的力量是,使用多个群体允许我们“重播生命的磁带”并研究如何重复和最终可预测的进化。

我们看到的一种模式称为会聚的演化,其中相同的特征在不同的独立谱系中随着时间的推移而出现,通常随着它们适应类似的环境。收敛演化的一些最佳例子包括不同沙漠动物的含沙色;鲸鱼,海象和海牛的游泳鳍(其实际上是远方相关的);甚至人类消化乳糖进入成年的能力,在地理上分离出血中出现了几次。

在SARS-COV-2的情况下,来自成千上万患者的病毒的完整基因组序列使我们能够寻找会聚模式。虽然大多数突变是灭绝的一次性,但有些人建立了新的谱系,因为病毒成功复制和感染了许多人。如果病毒的同一部分在世界各地的不同样本中反复突变并且变得更频繁,这种突变很可能会对有助于病毒再现和传输的适配进行编码。

随着冠状病毒的基因组监测增加的益处,最近的几项研究已经确定了会聚进化的签名。在美国,我们的实验室发现了至少七种遗传独立谱系,该谱系在病毒的臭穗蛋白上的一个特定点突变,它用于锁定在人体细胞上的那个。尖峰具有一系列连接的氨基酸,并且突变发生在位置677.在原始SARS-COV-2中,这是氨基酸谷氨酰胺,缩写为Q.

在六个谱系中,该Q突变成另一个氨基酸,组氨酸(H)并称为677h。在第七个谱系中,Q突变到另一个氨基酸,脯氨酸(P)。每种谱系也有一个称为S:614G的突变,这是几个月前识别病毒的第一个显着变化,并且在所有感染的90%的90%中发现了它的第一个显着变化。我们在常见的鸟类之后将这七个美国统称为“罗宾”,例如,“鹈鹕” - 帮助我们区分和跟踪它们,并避免在首次检测到它们的区域后命名它们来创造偏见。

美国外面的谱系也已收购了677小时,包括在埃及,丹麦,印度和马其顿的大集群。称为B.1.525的新变种也有677小时,这是从B.1.1.7中解除的几个谱系,其中一个令人担忧的版本之一。 S:677突变的一致,全球出现及其五倍的患病率提供了强有力的证据表明这些变化必须以某种方式改善病毒健身。我们尚不知道,但值得注意的是,S:677与尖刺蛋白的区域边界有助于病毒进入和感染人体细胞。

这远非SARS-COV-2在融合的唯一例子。穗蛋白中的至少八种不同位置的突变同时在世界各地的上升上,出现在B.1.1.7中,并且在其他称为B.1.351,P.1和P.3的其他主要变体中。这些变体在蒸发中和抗体的位置18,69-70,417,452,501,681和特别是E484K突变中的突变组合。出于这个原因,这两个领先的科学网站(http://covariants.org/和http:// http://tthebreak.info)现在报告这些共享,定义突变以简化和巩固我们的注意。美国疾病控制中心和媒体的中心遵循这些关键突变的重要性,但这正在发生变化,因为这是可能改变病毒功能,例如传染病或逃避疫苗的能力。

设想这种类型的收敛演变的一种方法是俄罗斯的游戏,其中有限数量的构建块可以以不同的方式组装,以不同的组合来实现相同的获胜结构。例如,现在已知B.1.1.7中的突变组合使其特别具有传染性,并且B.1.351谱系可以因为E484K而逃避抗体。

由于许多新发现的变体似乎重新采样了其他已建立的变体中发现的突变,我们可以推测病毒开始用完新的主要适应性。但这并不意味着,随着我们开始接近畜群免疫力和松开限制,进化力将停止。历史告诉我们,病毒可以迅速发展,以逃避传播的障碍,特别是当感染仍然很多时。我们必须记住,有的感染越多,突变越多,那么最好帮助病毒生存的人会增殖。这就是为什么停止新感染是关键。这些病毒适应已经在收敛演变上重写我们的生物学教科书;让我们努力限制新材料。

对于建立早期预警系统来检测新的SARS-COV-2变体以及许多已知的且尚未被发现的许多其他新出现病原体,这也是至关重要的。病毒基因组监测和测序是关键。在U.K的原因是在U.K.中检测到许多变体的原因。是因为研究人员和公共卫生官员在这些技术中的有远见的投资。

在美国,从新的联邦刺激计划中对CDC的大量资金涌入已经增加了研究人员可以序列和分析病毒样品的频率。这必须通过构建公共卫生专业知识和研究基础设施来解码病毒的遗传变化,并预测未来疫苗修改的需求。它是基本科学,通过新的疫苗技术提供了这种大流行的希望;并给予重新支持,它也将是我们的监护人反对未来的威胁。