2020年3月3日中国科学院主办的《国家科学评论》(national science review)发表题为“关于sars-cov-2的起源和持续进化”的论文称:新冠病毒已于近期产生了149个突变点,并演化出了两个亚型,分别是l亚型和s亚型。研究发现,在地域分布及人群中的比例,这两个亚型表现出了很大差异。其中s亚型是相对更古老的版本,而l亚型更具侵略性、传染力更强。根据新型冠状病毒的演变方式推测,l亚型和s亚型的传播能力、致病严重程度或许存在较大区别。对不同亚型的深入了解,将有助于新冠肺炎差异化的治疗和防控。
病毒突变,是指由于某一基因发生改变而导致病毒的基因型发生稳定的、可遗传的变化过程。病毒(包括新冠病毒)很容易发生变异,这是由其生物学特性决定的。
病毒是一种非常简单的生物,一般只有两种物质构成:蛋白质外壳(衣壳)和里面包裹着的核酸(可以是dna,也可以是rna,大多数病毒以rna作为遗传物质,新冠病毒就属于rna病毒),病毒遗传信息就位于rna链上。病毒并没有独立的生命系统,只能寄生在活细胞内才能存活。新冠病毒需要进入细胞内进行快速复制。病毒的自我复制,需要不断地用“原材料”(a腺嘌呤、g鸟嘌呤、c胞嘧啶、u尿嘧啶四种碱基)来装配rna
但是,rna只有一条链条,而dna有两条链条,所以dna在进行自我复制的时候,两条链条上的碱基需要一一对应,这样可以相互检查对错,一旦发现错误可以修正,因此dna链条不容易变异,大概每复制10亿个dna碱基对,才会出现1个碱基对复制错误,而人体的基因组一共才30亿个碱基对。所以,人类变异到亚种的时间需要几十万年甚至100万年以上。但是rna上的碱基不需要一一对应,也就不具备“纠错机制”,因此很容易出现复制错误,大概每1万至100万个碱基,就会出现一个错误,因此很容易发生基因突变。
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另外,病毒自我复制一次所花费的时间非常少,一个细胞在被感染6个小时后,就可产生多达10000个病毒颗粒。
因此,缺乏纠错机制导致较高的错误率,再加上较短的自我复制时间,使得rna类病毒在短时间内就会发生突变。而不断的突变,可以帮助病毒逃避机体的免疫识别。
疫苗研发是一个漫长的过程,病毒在不同的国家、地区可能存在不同的亚型,这就意味着可能无法用一种疫苗来预防不同类型的病毒感染。
不同的基因序列形成了不同的亚型病毒,对人体的感染程度、人体产生的免疫力也有区别。因而,一种疫苗很难“包治百病”。中国研发出的疫苗拿到欧洲不一定效果好,一定要按照每个国家、地区流行的病毒特点去设计疫苗。疫苗的研发需要根据当地的流行株进行研发。
在2020年3月6日下午举行的国务院联防联控机制新闻发布会上,中国科学院院士周琪表示,在病毒变异过程里面我们需要更多的案例,也需要更多深入研究。目前在中国针对于病毒的变异和疫苗研发有统一部署,我们看到的病毒变异并没有影响到药物研发、抗体制备和疫苗制备。我们正在积极地观测病毒变异程度,而且积极地布局科研项目。
通常情况下,病毒的突变对疫苗的研发会有一些影响。以我们最常接触的流感疫苗为例,流感病毒发生突变的频率很高。发生变异的流感病毒可再次感染先前已获得免疫的宿主,导致流感反复流行。这是产生季节性流感以及我们每年都需要接种流感疫苗的根本原因。
从目前的新冠病毒的流行病学特征来观察,应警惕它的“流感化”:潜伏期症状不明显(相比sars的高热),传染率高,80%以上的患者都是轻症,致死率不高,从而不会过快地杀死宿主——这一切都为新冠病毒成为完美病毒打下了坚实的基础。这里要强调,以上仅仅是一种猜测,我们非常希望以上猜测是错误的。对于病毒,我们应该保持敬畏之心,应该做最坏的打算,做最充分的准备。所以,尽管病毒会不断突变,我们也要不断研发相对应的疫苗。毕竟,疫苗是目前已知预防病毒感染最有效的方法。
[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典临床用药须知:化学药和生物制品卷.2015年版.北京:中国医药科技出版社,2017。
[2] 刁连东,翟如芳,等.疫苗应用与安全问答.北京:中国医药科技出版社,2017。
[3] http://kuaibao.qq.com/s/20200304a0olqj00?refer=spider
[4] https://baijiahao.baidu.com/s?id=1660316923293821109&wfr=spider&for=pc
[5] http://health.people.com.cn/n1/2016/1102/c21471-28826955.html
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新冠病毒突变对疫苗研发有什么影响[朗读]
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