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在美国发现了许多冠状病毒变体,但威胁尚不清楚

在美国发现了许多冠状病毒变体,但威胁尚不清楚


加强的测序工作正在帮助识别可能促进传播或帮助病毒逃避免疫反应的突变。

埃文·卡拉威(Ewen Callaway)


驾车者在美国最大的COVID测试站点排队,位于加利福尼亚洛杉矶的道奇体育场外.png

驾车者在美国最大的COVID测试站点排队,位于加利福尼亚洛杉矶的道奇体育场外。信用:赵林歌/祖玛线

对于过去一年研究了数十万个冠状病毒基因组的科学家而言,美国一直是一个谜。尽管拥有世界领先的基因组测序基础设施,并且比其他任何国家都遭受更多的COVID感染,但美国直到最近才在冠状病毒基因组测序和发现令人担忧的变体方面远远落后。

但是最近几周,美国研究人员发现了许多新的变种,包括在加利福尼亚,纽约州,路易斯安那州和其他地方。他们将继续加大SARS-CoV-2测序工作的力度。这就带来了另一个挑战:弄清所发现的变体。它们带有潜在的令人担忧的突变,并且可能会变得越来越普遍,但是缺乏有关变种如何传播的数据意味着它们所构成的威胁尚不清楚。

美国测序上升图.png

资料来源:CDC

“这是狂野的西部,”位于什里夫波特的路易斯安那州立大学健康科学中心的病毒学家杰里米·卡米尔(Jeremy Kamil)说,他领导了一个团队,该团队上个月在路易斯安那州,新墨西哥州和其他地方发现了一种快速上升的变种。卡米尔说,在缺乏有关变体行为的清晰数据的情况下,“似乎有一种非正式的政策,即每个变体都是值得关注的变体,除非另行证明”。

挑战的一部分是美国冠状病毒测序和监测工作的分散性。纽约市哥伦比亚大学的病毒学家戴维·霍(David Ho)说:“现在是各个实验室,州或城市发挥作用”,他的团队上周在该市发现了一个变异体,该变异体可能破坏免疫反应。由于这项零星的工作,纽约,加利福尼亚和华盛顿等州分别贡献了数千个序列,而爱荷华州,田纳西州和新罕布什尔州等其他州则从少得多的COVID病例中获得了序列。


提交给国际GISAID存储库的序列.png

资料来源:CDC

何和其他美国研究人员羡慕英国,该国与公共卫生,医学和研究机构紧密合作以识别变异的全国测序工作已经产生了300,000多个冠状病毒基因组。由于其数据的精细性,英国在2020年底的研究表明,名为B.1.1.7的变体的传播速度明显快于其将要取代的循环菌株。随后的研究表明,B.1.1.7可能更致命,但不会危害疫苗。

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何说:“我认为我们没有那样的东西。” 他希望,美国国立卫生研究院和疾病预防控制中心(CDC),负责生物医学研究和公共卫生的联邦机构,“将使该国更加协调一致地前进”。由疾病预防控制中心(CDC)领导的一项工作于11月启动,目标是每周对大约7,000个样本进行测序(该目标在2月下旬首次实现),最终达到25,000。

令人担忧的突变

在缺乏明确的流行病学或医学数据的情况下,科学家们可以通过携带的变异来评估变异的某些潜在威胁。根据实验室和流行病学研究,研究人员已经提出了越来越多的突变列表,这些突变可能会增强传播或帮助病毒逃避免疫反应。

Ho的团队在纽约发现的变种(也称为B.1.526)带有一个臭名昭著的突变E484K,该突变已在南非和巴西发现的变种中发现。多个实验室的研究表明,E484K的变化(位于识别宿主细胞的冠状病毒刺突蛋白的一部分中)削弱了通常可以使病毒失活的抗体的效力。这可以帮助解释这样的观察结果:在南非和巴西,类似的变体落后于再感染病例,并且在田间试验中降低了疫苗效力。

基于这些担忧,由Ho和哥伦比亚大学微生物学家Anne-Catrin Uhlemann领导的团队建立了一个监视网络,以识别纽约市携带E484K的病毒。B.1.526变体的第一批病例出现在11月,到1月中旬增长到该市总病例的5%,到2月增长到12%。在公共测序数据库中,研究人员发现了B.1.526在美国东北海岸的上下游,甚至远至新加坡。E484K的声名狼藉还激发了帕萨迪纳加州理工学院结构生物学家Pamela Bjorkman和Anthony West带领的团队研究公共测序数据,发现了在纽约出现的血统。

Ho承认B.1.526需要更多的研究。尚未显示出它可以躲避免疫反应,并且其频率的明显升高可能与任何生物学特性无关。“英国变种[B.1.1.7]花费了几个月的时间才显示出更具传播性和更强的毒性。我认为我们也需要这样做。”他说。

罕见的变体

加强美国测序工作正在寻找具有新的或罕见的突变的变体,这些变体更难理解。卡米尔(Kamil)与新墨西哥州的研究人员合作,是因为他们还观察到了由一个被称为鹈鹕的变异引起的病例数上升,这种变异带有从未见过的突变。他们在美国测序数据中发现了其他类似变化的变体。(所有人都被赋予了小鸟的昵称,包括罗宾,Yellowhammer和知更鸟。)

名为Q677P的突变位于刺突蛋白的一个区域附近,该区域需要卡扣成两个,以使病毒颗粒进入宿主细胞。该区域的突变发生在快速传播的变种中,例如B.1.1.7,但卡米尔说,鹈鹕变种目前是值得关注而不是担心的变种。他说:“现在还没有科学的信心说这是一个特别令人担忧的突变,还为时过早。”

上周,加利福尼亚的研究人员对那里发现的带有刺突蛋白突变(称为L452R 1)的变体提出了警告。加利福尼亚大学旧金山分校(UCSF)的一个研究小组发现,具有该突变的变异体在一个城市附近迅速上升,从11月的16%测序样本中出现到1月中旬的一半以上。据媒体报道,另一个加州大学旧金山分校的团队在实验室测试中发现,具有L452R突变的变体更具感染性,对抗体的敏感性更低。

但是许多研究人员对L452R变体的重要性表示怀疑。惠康统计统计学家杰弗里·巴雷特(Jeffrey Barrett)说,这种突变尚未在实验室研究中出现,该研究已标记出其他令人担忧的变化,例如E484K,并且相同的L452R突变已在美国其他地方突然出现,并且增长并不迅速。英国欣克斯顿的桑格研究所。他说:“从根本上讲,这些问题可能不会成为其中之一。” “这是观望加利福尼亚和其他地方情况的问题。”

虽然研究人员试图弄清新近发现的美国变体,但加倍的测序工作也使更多与全球关注的变体有关的病例增多。到目前为止,美国的研究人员仅发现了与南非和巴西发现的逃避免疫变异有关的少数病例。但是在英国发现的B.1.1.7变种的案例正在稳步上升-在欧洲和中东的其他国家中也屡见不鲜。

研究人员说,哪种变体将占主导地位,研究人员说,但是随着疫苗接种的增加,诸如B.1.1.7之类的易感变体可能会减少,而能够部分逃避免疫力的那些变体可能会引发区域性爆发。巴雷特说:“我认为我们不会有多年的'纽约变体'和'加利福尼亚变体'。弄清楚正在发生的事情,不仅取决于对更多样本进行测序,还取决于建立理解样本的能力。何说:“美国必须在这些方面做得更好。”

 

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