洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的科学家领导的一项新研究显示,科学家们发现了一种新的冠状病毒毒株,这种病毒已在全球范围内占据主导地位,似乎比冠状病毒大流行初期传播的版本更具传染性。
科学家们写道,这种新的毒株2月份出现在欧洲,迅速迁移到美国东海岸,自3月中旬以来一直是世界各地的主导毒株。
报告警告说,除了传播速度更快外,它还可能使人们在第一次感染这种疾病后容易受到第二次感染。
这份长达33页的报告于周四发布在BioRxiv上,该网站是研究人员在接受同行审查之前分享他们的工作的网站,目的是加快与从事冠状病毒疫苗或治疗工作的科学家的合作。这项研究在很大程度上是基于早期菌株的基因序列,可能对新菌株无效。
新报告中发现的突变影响到冠状病毒外部现在臭名昭著的尖峰,这使得它能够进入人类呼吸系统细胞。该报告的作者说,他们感到“迫切需要一个早期预警”,以便世界各地正在开发的疫苗和药物能够有效地对抗这种突变菌株。
根据这份报告,无论新的毒株出现在哪里,它很快感染的人都比来自中国武汉的早期毒株多得多,而且在几周内,它就成为了一些国家唯一流行的毒株。根据这份报告,这种新毒株对其前几种毒株的优势表明,它的传染性更强,尽管确切原因尚不清楚。
这种冠状病毒被科学家称为SARS-CoV-2,自去年年底被发现以来,已在世界各地感染了超过350万人,并导致超过25万人死亡。
这份报告是基于对来自世界各地的6000多个冠状病毒序列的计算分析,这些序列是由德国的一个公私组织全球共享所有流感数据倡议收集的。一次又一次,分析发现新版本正在过渡成为主导。
洛斯阿拉莫斯团队在英国杜克大学和谢菲尔德大学的科学家的协助下,确定了14种突变。这些突变发生在其他科学家所说的构成冠状病毒基因组的近3万个碱基对的RNA中。报告作者将重点放在了一种名为D614G的突变上,该突变导致了病毒尖峰的变化。
研究带头人、洛斯阿拉莫斯大学计算生物学家贝特·科伯(Bette Korber)在她的Facebook页面上写道:“这个故事令人担忧,因为我们看到一种变异形式的病毒非常迅速地出现,并在3月份成为主要的大流行形式。”“当带有这种变异的病毒进入一个种群时,它们会迅速开始接管当地的疫情,因此它们的传播性更强。”
虽然洛斯阿拉莫斯的报告高度技术性和冷静,但科伯在她的Facebook帖子中表达了对这一发现的影响的一些深刻的个人感受。
“这是个艰难的消息,”科伯写道,“但请不要只为此而沮丧。我们在LANL的团队之所以能够记录这种变异及其对传播的影响,完全是因为临床人员和实验小组在全球范围内做出了巨大努力,他们在当地社区尽快提供了新的病毒序列(SARS-CoV-2)。“。
科伯毕业于加州州立大学长滩分校,后来在加州理工大学获得化学博士学位,她于1990年加入该实验室,并将大部分工作重点放在艾滋病毒疫苗上。2004年,她获得了欧内斯特·奥兰多·劳伦斯奖(Ernest Orlando Lawrence Award),这是美国能源部对科学成就的最高认可。她捐献了一部分奖金,帮助南非为年轻的艾滋病患者建立了一家孤儿院。
这份报告包含了新病毒株首次出现的时间以及多长时间才成为主导病毒的地区细分。
意大利是2月最后一周最早发现这种新病毒的国家之一,几乎与原始毒株出现的时间相同。华盛顿州是2月下旬首批感染原始菌株的州之一,但到了3月15日,突变菌株占据了主导地位。纽约在3月15日左右受到原始病毒的袭击,但几天内变异株就接管了纽约。该团队没有报告加州的结果。
研究疫苗或药物的主要组织的科学家告诉时报,他们把希望寄托在初步证据上,证明病毒是稳定的,不太可能像流感病毒那样变异,每年都需要一种新的疫苗。洛斯阿拉莫斯的报告可能会颠覆这一假设。
研究警告说,如果随着天气变暖,大流行未能季节性减弱,即使研究机构正在准备第一批医疗和疫苗,病毒可能会发生进一步的变异。如果现在不控制风险,疫苗的有效性可能会受到限制。一些正在开发中的化合物被认为会抓住尖峰或中断其作用。该研究的作者警告说,如果它们是基于尖峰的原始版本设计的,它们可能不能有效地对抗新的冠状病毒株。
科伯在Facebook上写道:“当我们将疫苗和抗体投入临床测试时,我们不能被蒙在鼓里。”“知道全球科学界都在做这件事,我们正在以我从未见过的…的方式相互合作,请感到鼓舞。在我30年的科学家生涯中。“。
杜克大学(Duke University)科学家大卫·蒙特菲奥里(David Montefiori)参与了这份报告,他说,这是第一个记录冠状病毒突变的人,这种突变似乎会使它更具传染性。
虽然研究人员还不知道突变的尖峰如何在体内表现的细节,但很明显,它正在做一些事情,使它比它的前身具有进化优势,并正在推动它的快速传播。一位科学家称其为“达尔文进化论的经典案例”。
“D614G的频率正在以惊人的速度增加,这表明相对于最初的武汉株,D614G的健康优势使其能够更快地传播,”研究称。
目前尚不清楚这种变异病毒是否可以解释冠状病毒袭击世界不同地区的强度的地区差异。
加州大学旧金山分校(UC San Francisco)教授、旧金山总医院(San Francisco General Hospital)临床化学和毒理学实验室负责人艾伦·吴(Alan Wu)说,在美国,医生们已经开始独立质疑新的病毒株是否可以解释它感染、患病和死亡方式的不同。
据吴说,医学专家最近几周推测,他们在美国至少看到了两种病毒株,一种在东海岸流行,另一种在西海岸流行。
“我们正在寻找突变,”他说,并指出他的医院治疗的数百例病例中只有几例死亡,这“与我们从纽约听到的情况完全不同”。
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洛斯阿拉莫斯的研究并没有表明新版本的病毒比原来的更致命。感染变异株的人似乎有更高的病毒载量。但谢菲尔德大学的这项研究的作者发现,在当地447名患者的样本中,感染这两种病毒的人的住院率大致相同。
即使新的毒株并不比其他毒株更危险,它仍然可能使控制大流行的努力复杂化。如果变异使病毒与以前的毒株如此不同,以至于对它们有免疫力的人对新版本的病毒也不能免疫,这将是一个问题。
研究作者写道,如果真是这样,这可能会使“个人容易受到第二次感染”。
蒙特菲奥里说,突变可能以某种方式改变了病毒的峰值,帮助病毒逃避免疫系统。蒙特菲奥里从事艾滋病疫苗的研究已有30年之久。“这只是假设。我们正在非常认真地研究这一问题。“