迹象表明SARS-CoV-2正在进化以避免免疫反应

2021-02-06 21:02:28

在整个夏天,您几乎可以从研究社区中追踪SARS-CoV-2病毒演变的部分听到一阵松了一口气。病毒,特别是宿主新感染的病毒,通常会吸收有助于他们适应新栖息地的突变,或者逃避毒品或免疫攻击。但是SARS-CoV-2似乎正在以相对稳定的速度进行突变,部分原因是其病毒复制酶具有可以纠正某些错误的功能。

但是突然之间,到处都有新的变种,其中许多变种似乎增加了病毒的威胁。一项新的研究有助于解释这种明显的差异:尽管病毒遗传物质中新的碱基变化仍然很少,但几个碱基的某些缺失似乎已经进化了多次,这表明进化正在为它们进行选择。这项新工作背后的研究小组发现,这些变化改变了免疫系统对病毒的反应方式。

研究人员对删除的兴趣始于他们参与的免疫受损的癌症患者,该患者将感染推迟了两个多月而无法清除病毒。从感染后期获得的样品显示出两种不同的病毒株,每个病毒株在编码刺突蛋白的基因中都有一个删除,SARS-CoV-2用于连接和进入细胞。

当研究人员搜索其他病毒基因组的数据库时,他们发现了其他六例在其他患者中似乎发生了相同或相似缺失的情况。这使他们回头看了将近15万个病毒基因组。他们发现其中有1100多个带有刺突蛋白的缺失。但至关重要的是,他们发现这些不是随机分布的。 90%的缺失聚集在刺突基因的四个不同区域。

这可能是两个原因之一。这些病毒有可能通过共同的血统联系在一起,并且都继承了相同的祖先缺失。或从进化的角度来看这些删除可能有用,因此,每当它们发生时,它们最终都会被保留。

为了弄清楚到底发生了什么,研究人员利用在刺突蛋白外发生的突变构建了病毒的进化树。这表明,在删除之外,病毒通常是远缘相关的。这表明后一种选择可能是正确的:删除通常独立发生,并且以异常高的速率保留。一种特定的缺失似乎至少发生了13个不同的时间,并且自大流行初期以来就已经出现了一些缺失。

如果将这些删除保留下来,那么显而易见的问题是“为什么?”。为了找出答案,研究人员弄清楚了每种缺失将如何改变基因突变形式产生的刺突蛋白。然后他们将这些信息与我们了解的突突蛋白的结构和功能进行了比较。事实证明,没有任何区域对于加标蛋白完成其工作至关重要(这是您期望的,因为删除那些可能会使它失活)。取而代之的是,某些位点已经被确定为刺突蛋白的抗体会粘附在其上的位置。

因此,研究人员产生了刺突蛋白的这些缺失版本,并测试了可以中和病毒的抗体是否可以粘附于它们。对于一种抗体,答案为“是”:其中两个缺失完全阻断了其粘附尖峰的能力,而另外两个则没有作用。

这是个坏消息。但是免疫反应通常涉及可以粘附于病毒的不同抗体的集合。而且,当研究人员测试患者时,血浆中(应混合有多种抗体)以抵抗突变体形式,目前存在的某些抗体仍然能够坚持下去。因此,尽管这些缺失中的任何一个似乎都能够限制免疫系统中和病毒的能力,但这些缺失并不能完全消除该能力。

这些缺失中的一些已经在最近几个月似乎增加传播的菌株中被观察到。而且,当研究小组进行所有这些实验时,报告又从另外四个菌株中传播出来,这些菌株传播迅速并带有尖峰缺失。

再一次,到目前为止,没有迹象表明这些菌株中的任何一种都可以逃避早期感染或当前使用的一种疫苗所建立的免疫力。但是结果清楚地表明,病毒是在响应免疫系统的反应而进化的,我们不能保证进一步的变化不会使COVID-19变得更难于免疫系统牵制。