當(dāng)2種冠狀病毒變種在1個人體內(nèi)相遇時,可以誕生弗蘭肯斯坦雜交種?

上個月2月16日,Scott Nguyen做研究時,他發(fā)現(xiàn)了令人驚訝事情:一種看起來像弗蘭肯斯坦病毒的冠狀病毒變種。
Scott Nguyen是美國華盛頓特區(qū)公共衛(wèi)生實驗室的生物信息學(xué)家。他追蹤了城市周圍新出現(xiàn)的冠狀病毒變種。
Nguyen和其它科學(xué)家在一個名為GISAID的龐大數(shù)據(jù)庫中搜索數(shù)百萬個SARS-CoV-2基因組序列,希望發(fā)現(xiàn)可能改變疫情進(jìn)程的菌株——或者只是讓科學(xué)家更好地了解病毒是如何進(jìn)化的。
例如,在去年11月,在一名受感染新冠病毒者身上就發(fā)現(xiàn)了“一組非常奇怪的……來自南非的一個變種病毒”。那就是omicron(奧密克戎)。
然后在今年2月的一個清晨,Nguyen不僅發(fā)現(xiàn)了另一種變體,還發(fā)現(xiàn)了一類全新的變體病毒:將三角洲和奧密克戎的部分混合在一起的新變體。它們的混合是隨機混在一起的。在某些情況下,病毒似乎正在優(yōu)化組合(從每種組合中選擇傳染性和免疫逃避的最佳特征)。
Deltacron’——Omicron尖峰蛋白和三角洲體
具體而言,Nguyen發(fā)現(xiàn)了一種變體,該變體主要是三角洲,但含有奧密克戎的尖峰蛋白(病毒表面引發(fā)感染的微小螺柱)。Nguyen說,因此病毒的很大一部分尖峰蛋白是奧密克戎,但病毒的身體仍然是三角洲的。這是描述它的最佳方式。
到目前為止,這種被稱為XD的變體很少見。因此,科學(xué)家只在法國、丹麥、比利時、荷蘭和德國發(fā)現(xiàn)了它。但可能有很多這樣的三角洲病毒。加利福尼亞州圣馬特奧的科學(xué)家已經(jīng)在美國發(fā)現(xiàn)了其中的少數(shù)。英國和巴西至少出現(xiàn)了一個。
美國衛(wèi)生官員,包括世界衛(wèi)生組織的衛(wèi)生官員,正在密切關(guān)注這些混合變體。因為它們演示了病毒如何將其最成功的部分快速組合成超級病毒。這個過程被稱為重組,這就是流感毒株的制造有多么危險。
“所以重組通常是我們感染流感大流行的方式”。世界衛(wèi)生組織的邁克·瑞安博士表示。我們必須非常謹(jǐn)慎……我們必須非常非常密切地關(guān)注這些重組事件。
例如,奧密克戎的尖峰蛋白特別容易將病毒隱藏在我們的免疫系統(tǒng),特別是我們的抗體中。因此,XD變體本質(zhì)上是戴著奧密克戎隱形斗篷的三角洲變體。
Nguyen說,從變體的角度來看,它們進(jìn)化得很完美。
弗蘭肯斯坦雜交種是如何誕生的?
那么病毒是如何做到這一點的呢?
基因組學(xué)公司Helix的生物信息學(xué)家Shishi Luo說,首先,一個人必須同時捕獲Omicron和delta。因此,一個人必須在足夠短的時間內(nèi)接觸這兩種變體,以便他們在這個系統(tǒng)中同時擁有這兩種變體。
Shishi Luo和她的同事最近分析了去年11月至今年2月美國疫情高峰期間近3萬名感染SARS-CoV-2的美國人的樣本。他們發(fā)現(xiàn)20人同時感染了三角洲和奧密克戎。換句話說,他們被感染了兩次。
Shishi Luo解釋說,奧密克戎發(fā)生在圣誕節(jié)和新年前后,當(dāng)時有很多社交聚會。所以你可以想象,你去參加一個社交聚會,接觸到三角洲,然后你去參加另一個社交聚會,然后你又接觸到奧密克戎。
如果兩種變種同時感染同一細(xì)胞,那么病毒最終可能會重組。本質(zhì)上,在復(fù)制過程中,一個變體從另一個變體中竊取了一大批基因。因此,三角洲變體在某種程度上抄襲了奧密克戎的部分遺傳密碼。
比如:如果你正在寫文檔,你可以用錯別字來更改單個字母。但你也可以復(fù)制、粘貼和移動大塊文本。這就是重組,其中一種變體,在這種情況下是delta,從omicron中提取了一大塊文本”。
抓住大塊代碼而不僅僅是單個字母,使病毒更具延展性或靈活性,因此它可以快速進(jìn)化出新的變體,包括那些可以逃避我們免疫保護的變體。
重組可能是SARS-CoV-2過去和未來的關(guān)鍵
科學(xué)家剛剛開始了解重組對SARS-CoV-2進(jìn)化有多重要?!氨娝苤偟膩碚f,冠狀病毒有很多重組。對于SARS-CoV-2來說,這是我們第一次看到如此多證據(jù)表明它正在發(fā)生。
事實上,重組可能是SARS-CoV-2首先存在的原因。上個月,格拉斯哥大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表了一項研究,其中他們推測了SARS-CoV-2的起源。他們的分析表明,武漢海鮮市場的一只動物可能同時感染了兩種冠狀病毒——這兩種病毒像奧密克戎和三角洲現(xiàn)在所做的那樣,重新組合在一起,以生成初始版本。
在疫情的早期,我們都預(yù)計SARS-CoV-2不會發(fā)生太大變異。Nguyen認(rèn)為這些重組變體為這種病毒接下來將如何進(jìn)化提供了一些有趣的線索——以及下一個令人擔(dān)憂的變體可能出現(xiàn)得有多快。