科學(xué)家鎖定導(dǎo)致“德爾塔”毒株快速傳播的突變

　　諸多流行病學(xué)研究表明，與2020年底在英國發(fā)現(xiàn)的阿爾法變異株相比，德爾塔毒株的傳染性至少高出40%。科學(xué)家們正試圖了解為什么德爾塔毒株傳播得如此之快。大量研究強(qiáng)調(diào)了德爾塔毒株體內(nèi)氨基酸的變化，這種變化可能有助于它迅速傳播。

　　德克薩斯大學(xué)加爾維斯頓分校病毒學(xué)家Pei-Yong Shi說：“德爾塔病毒的關(guān)鍵特征是其傳播能力似乎正在提升到下一個(gè)等級(jí)。我們認(rèn)為阿爾法已經(jīng)非常糟糕了，具有極強(qiáng)傳播能力，然而這一次的德爾塔似乎更強(qiáng)大?！?/p>

　　Shi的團(tuán)隊(duì)和其他小組已經(jīng)鎖定了一種造成新冠病毒刺突蛋白變化的關(guān)鍵氨基酸突變。這種被稱為P681R的突變將脯氨酸殘基轉(zhuǎn)化為精氨酸，它位于刺突蛋白中一個(gè)被廣泛研究的區(qū)域，稱為弗林蛋白酶切割位點(diǎn)。

　　為了穿透細(xì)胞，新冠病毒刺突蛋白必須被宿主蛋白切割兩次。在SARS病毒中，這兩個(gè)切口都是在病毒鎖定細(xì)胞后發(fā)生的。但對于新冠病毒，弗林蛋白酶切割位點(diǎn)的存在意味著宿主酶可以在新形成的病毒顆粒從受感染的細(xì)胞中出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行第一次切割。

　　“這些預(yù)先激活的病毒粒子可以比需要兩次切割的粒子更有效地感染細(xì)胞?！奔~約伊薩卡康奈爾大學(xué)病毒學(xué)家Gary Whittaker說。

　　德爾塔并不是第一個(gè)獲得改變弗林蛋白酶切割位點(diǎn)突變的新冠病毒變種，阿爾法和德爾塔在相同的位置有不同的氨基酸變化，但現(xiàn)有證據(jù)表明，這種突變對德爾塔的影響更加深遠(yuǎn)。

　　Shi團(tuán)隊(duì)在8月12日發(fā)表的預(yù)印本研究中發(fā)現(xiàn)，相較于阿爾法毒株，刺突蛋白在德爾塔毒株中更有效地減少。結(jié)合5月倫敦帝國理工學(xué)院病毒學(xué)家Wendy Barclay團(tuán)隊(duì)的早期新冠病毒與德爾塔毒株的比較結(jié)果報(bào)告，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)的后續(xù)實(shí)驗(yàn)均表明，P681R的變化在很大程度上是更有效地修剪刺突蛋白的原因。

　　研究人員也開始將P681R和德爾塔的兇猛傳染性聯(lián)系起來。Shi團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)的人呼吸道上皮細(xì)胞中，感染相同數(shù)量的德爾塔和阿爾法病毒顆粒，德爾塔迅速擊敗阿爾法變種，模仿了全球流行病學(xué)模式。但當(dāng)研究人員消除了P681R的變化后，德爾塔毒株的優(yōu)勢就消失了。

　　這種突變還可能加速新冠病毒在細(xì)胞間的傳播。東京大學(xué)病病學(xué)家Kei Sato 6月發(fā)表的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，攜帶P681R變化的刺突蛋白與未感染細(xì)胞的細(xì)胞膜融合時(shí)，其融合速度幾乎是不攜帶變化的刺突蛋白的3倍。

　　盡管越來越多的證據(jù)表明P681R突變是德爾塔毒株的一個(gè)關(guān)鍵特征，但研究人員強(qiáng)調(diào)，它不太可能是導(dǎo)致該變體快速傳播的唯一突變。德爾塔毒株攜帶了許多能導(dǎo)致刺突蛋白以及其他蛋白變化的突變。

　　總的來說，流行病學(xué)和遺傳背景也可能在德爾塔病毒的崛起中發(fā)揮了作用?？ㄅ炼局旰偷聽査粯樱瑪y帶許多相同的突變，包括P681R，但它的影響沒有德爾塔的破壞性那么大。

　　在8月17日發(fā)布的一份預(yù)印本中，哈佛醫(yī)學(xué)院結(jié)構(gòu)生物學(xué)家陳冰團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，與德爾塔蛋白相比，卡帕毒株的刺突蛋白裂解頻率較低，與細(xì)胞膜融合的效率也較低。研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)對P681R的作用提出了質(zhì)疑。

　　烏干達(dá)的研究人員在一種新冠病毒變體中發(fā)現(xiàn)了P681R變化，但它從未像德爾塔那樣迅速傳播，盡管它在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中顯示了許多相同的特性。

　　Whittaker團(tuán)隊(duì)將P681R突變插入了較早新冠病毒毒株的刺突蛋白中，他們在6月份發(fā)表的研究中稱，并沒有發(fā)現(xiàn)其傳染性增加。Whittaker認(rèn)為，這需要不止一次的突變才能產(chǎn)生影響。

　　Whittaker并不認(rèn)為P681R是引起關(guān)注的最后一個(gè)弗林蛋白酶切割位點(diǎn)突變?！拔以诘戎唇酉聛頃?huì)發(fā)生什么?！?/p>

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1101/2021.08.12.456173

　　https://doi.org/10.1101/2021.05.28.446163

　　https://doi.org/10.1101/2021.06.17.448820

　　https://doi.org/10.1101/2021.08.17.456689

　　https://doi.org/10.1101/2021.06.30.450632