立場新聞 Stand News

【武漢肺炎】美兩研究發現不同基因突變 有情況與03年沙士病毒基因情況極為相似

2020/5/6 — 20:35

對病毒而言,多個月以來在全球擴散和感染超過 300 萬人是漫長的演化時間。

例如流感病毒會在短時間出現大量基因突變,因此人類需要每年更新疫苗,以確保每季的疫苗都為接種者提供到足夠預防力。導致當前武漢肺炎 (COVID-19) 大流行的冠狀病毒 SARS-CoV-2 基因相對穩定,其突變速度似乎比流感慢得多。這對各國開發疫苗的團隊是個好消息,但這不代表完全無基因變異。

美國亞利桑那州立大學的研究發現該州坦佩市 (Tempe) 一個確診感染病人身上的病毒,存在大量基因缺失,該研究現已刊於 Journal of Virology  [1] 。另一份由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室團隊撰寫的研究則追蹤了 COVID-19 大爆發期間, SARS-CoV-2 的基因突變,並指其中一個病毒株比最初於武漢流行的一株更具傳染性,但此研究未經同儕審查,僅上載於預印期刊 bioRxiv [2]

廣告

亞利桑那州立大學的研究從一系列病毒樣本中排序出三個 SARS-CoV-2 全基因組。團隊發現其中一個基因組 AZ-ASU2923 ,在一個名為 ORF7a 的基因上出現 81 個 DNA 鹼基對 (base pairs) 缺失。

ORF7a 基因負責製造一種輔助蛋白,幫助病毒感染細胞並在人體內傳播與複製。具體來說,一旦病毒複製過程完成,這種蛋白質被認為可助病毒逃避人體免疫系統追蹤並殺死細胞。

廣告

有參與研究的病毒學家 Efrem Lim 在大學聲明中指,團隊對這個突變感興趣的原因是該 DNA 鹼基對缺失與 2003 年 SARS 爆發時的 SARS-CoV-1 極為相似。

現時,我們不清楚這種基因變異將如何改變冠狀病毒。不過,過去對相似基因的研究以及僅在單一病人發現此變異,顯示這種 DNA 鹼基缺失對病毒可能不是好消息。

團隊在報告中亦指,相似的 DNA 鹼基對流失正在 SARS-CoV-2 其他基因上出現,特別是在 ORF8 基因中,這可能會降低病毒適應性。團隊強調新一代基因排序技術表明 SARS-CoV-2 基因組相對穩定,但仍可以在有病徵病人體內出現動態突變 (dynamic mutation) 。

刺突蛋白出現突變

由洛斯阿拉莫斯國家實驗室團隊進行的研究則追踪 SARS-CoV-2 多月流傳以來被發現的基因突變,尤其病毒表面刺突蛋白有關的突變。團隊最終發現,有 14 個與刺突蛋白相關的基因突變,相信是隨病毒傳播而累積。

其中一種在 D614G 的基因突變特別令團隊擔憂:該突變於 2 月初在歐洲流行,當被帶到新地區時迅速成為主流,但團隊指病人是否有帶 D614G 突變的病毒,與其是否需入院治療無明顯關聯。

D614G 突變的改動也比比亞利桑那州立大學發現的 ORF7a 突變少,前者僅是單個 DNA 鹼基對的交換,而大部份基因突變都是兩個基因出現兩個單 DNA 鹼基對交換。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室團隊認為, D614G 刺突蛋白突變已在世界許多地方取代了武漢原有的 D614 刺突蛋白,因此推斷帶 D614G 刺突蛋白的 SARS-CoV-2 更具傳染性,有逼切需要提早預警突變可能影響藥物和疫苗的開發。

並非所有學者同意說法,哈佛大學流行病學家 Bill Hanage 指,現時大多數已排序病毒株都來自歐洲,當地疫情蔓延程度超過中國,可能是因為更有感染力,亦有可能是因為歐洲各國的防疫措施來遲造成。

像所有其他含 DNA 的生物一樣,病毒都會隨時間累積更多基因突變,據一些學者估計 SARS-CoV-2 的基因突變率約為每年 25 個,但為流感病毒每年基因突變率的一半。不過,大多數的基因突變為中性,對病毒無特別影響,一些則對病毒本身有害,並逐步消失,只有極少數對病毒感染宿主有益,例如我們所見到的抗藥性問題。現時,學界則不完全清楚 D614G 屬何種突變。

來源:
Science Alert, Studies Have Found New Mutations in The Coronavirus. Here's What That Means, 6 May 2020

報告:

  1. Holland, L.A., Kaelin, E.A., Maqsood, R. & et al. (2020). An 81 nucleotide deletion in SARS-CoV-2 ORF7a identified from sentinel surveillance in Arizona (Jan-Mar 2020). Journal of Virology May 2020, JVI.00711-20. DOI: 10.1128/JVI.00711-20
  2. Korber, B., Fischer, W., Gnanakaran, S.G. & et al. (2020). Spike mutation pipeline reveals the emergence of a more transmissible form of SARS-CoV-2. bioRxiv 2020.04.29.069054. doi: 10.1101/2020.04.29.069054

文/Alan Chiu

發表意見