COVID-19 的 Omicron 变体如何出现?

高度变异的奥密克戎病毒株最不寻常也最引人入胜的特征之一是,它在极短的时间内一次性获得了所有突变。这种变异程度之大,以至于有人认为它很可能是一种新的人类冠状病毒毒株(SARS-CoV-3?)。如此高的突变水平是如何在如此短的时间内发生的呢?有人认为,奥密克戎病毒可能来源于免疫抑制患者,并患有某种慢性感染,例如艾滋病。或者,它是否可能在当前欧洲疫情高峰期出现?欧洲的疫情传播率极高。又或者,它是否与某些功能获得性(GoF)研究或其他因素有关?谁从中受益?现阶段尚无法得出任何结论。尽管如此,本文仍试图从各个角度探讨与此现象相关的问题。

2021年11月25日,南非报告了一种新的新冠病毒变种,该变种已传播至全球多个国家和地区,包括英国、加拿大、日本、澳大利亚、奥地利、香港、以色列、西班牙、比利时、丹麦和葡萄牙。世界卫生组织已将其列为新的关注变种(VOC),并命名为“奥密克戎”(Omicron )。与原始病毒相比,“奥密克戎”的刺突蛋白发生了30个氨基酸变化,包括3个小片段缺失和1个小片段插入<sup> 1 </sup>。然而,根据RNA病毒的突变率<sup> 2 </sup>,不可能在一夜之间产生30多个突变。根据病毒在宿主间传播过程中自然发生的突变率<sup> 2 </sup>,SARS-CoV-2 30kb基因组中产生6个突变至少需要3到5个月。按照这个计算,像“奥密克戎”这样携带30个突变的变种出现,应该需要15到25个月的时间。然而,在上述时间段内,全球并未观察到这种渐进式变异的出现。有观点认为,这种变异株源于免疫功能低下患者的慢性感染,很可能是未经治疗的艾滋病病毒/艾滋病患者。根据变异程度,它完全可以被归类为一种新的病毒株(SARS-CoV-3 可能就是其中之一)。尽管如此,其存在的突变数量可能表明其传播能力高于其他变异株。然而,还需要更多研究来证实这一点。

接下来的几个星期是关键,以确定新变种的传播能力,并导致疾病的严重程度。 到现在为止,所有的案件已经轻度和无症状而好消息是,一直没有死亡。 我们还需要,以评估新的变体可以逃避目前的疫苗提供免疫保护的程度。 这将使我们能够决定我们能维持多久与裁缝之前,在当前的疫苗使他们的新变种继续。 辉瑞和Moderna酒店已经采取步骤,调整他们的疫苗。 然而,若隐若现的问题仍然存在这个变异的来源。 可以肯定的是,该变种的Omicron在可能的情况下发病率较高,在欧洲要早得多的电流波的演变,但最近由南非当局报告(基于基因组测序)。 然而,这可能不会像现在的电波一直存在,在过去4-5个月,并根据突变率,应该导致不超过5-6突变的情况。 

或者, Omicron是功能获得性 (GoF) 研究的产物,该研究旨在开发具有大流行潜力的病原体 (PPP)<sup> 3,4</sup>。功能获得性研究是指通过实验使病原体(在本例中为 SARS-CoV-2)获得执行其原本不具备的功能的能力。在这种情况下,这可能导致传播性和毒力的增强。这有可能导致一种全新的、自然界中不存在的生物体的出现。功能获得性研究的目的是了解致病变异株,并在自然界出现此类变异株时准备好治疗方法或疫苗。PPP 获得的突变数量不仅使毒株具有高度传播性,而且还有助于逃避康复者体内针对原始病毒产生的抗体。此外,利用基于靶向 RNA 重组的现代基因工程技术<sup> 5</sup> ,可以对毒株进行改造。这还可能导致出现具有更多突变的新型致病变异株/毒株,从而产生高传染性和高毒性的病毒。研究表明,刺突蛋白中发生的20个突变(包括改变和缺失)足以使病毒逃避感染过SARS-CoV-2或接种过SARS-CoV-2疫苗的个体血浆中产生的大多数抗体<sup> 6 </sup>。另一项研究表明,在强大的免疫压力下,SARS-CoV-2仅需进行3个改变即可获得逃避抗体的能力,即N端结构域的两个缺失和一个刺突蛋白的突变(E483K)<sup> 7</sup>

是否应该允许这种导致产生 PPP 的研究? 事实上,在美国疾病控制与预防中心发生一系列涉及病原体处理不当的事故后,美国 NIH 于 2014 年禁止获得功能研究,表明此类研究相关的风险远远超过它可能提供的好处。 谁从此类 PPP 的出现和传播中受益? 这些都是需要真正答案的棘手问题。  

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DOI:https://doi.org/10.29198/scieu/2112011

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参考文献:  

  1. 欧洲疾病预防和控制中心。 SARSCoV-2 出现和传播的影响 B.1.1。 529 关注变体 (Omicron),适用于欧盟/欧洲经济区。 26 年 2021 月 2021 日。ECDC:斯德哥尔摩; XNUMX. 可在网上获得 https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/threat-assessment-brief-emergence-sars-cov-2-variant-b.1.1.529   
  1. 西蒙兹P.,2020猖獗Ç→ü超变SARS-COV-2和其他冠状病毒的基因组,因为他们的短期和长期的进化轨迹的原因和后果。 24月2020日到XNUMX年DOI: https://doi.org/10.1128/mSphere.00408-20 
  1. NIH。 涉及增强的潜在流行病病原体的研究。 (页面于 20 年 2021 月 XNUMX 日审核。 https://www.nih.gov/news-events/research-involving-potential-pandemic-pathogens  
  1. “功能获得”研究的流沙。 自然 598, 554-557 (2021)。 道: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02903-x 
  1. Bert Jan Haijema、Haukeliene Volders 和 Peter JM Rottier。 转换物种向性:操纵猫冠状病毒基因组的有效方法。 病毒学杂志。 卷。 77,第 8 号。DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.77.8.4528-4538.20033 
  1. Schmidt, F.、Weisblum, Y.、Rutkowska, M. 等。 SARS-CoV-2多克隆中和抗体逃逸的高遗传屏障。 自然 (2021)。 https://doi.org/10.1038/s41586-021-04005-0 
  1. 安德里亚诺 E.,  2021. SARS-CoV-2 从高度中和的 COVID-19 恢复期血浆中逃脱。 PNAS 7 年 2021 月 118 日 36 (2103154118) eXNUMX; https://doi.org/10.1073/pnas.2103154118 

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