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【武漢肺炎】變種病毒株「D614G」成主流 科學家難料影響

2020/7/16 — 23:54

病毒在散播和複製的同時,有機會出現不同變異。自武漢肺炎(COVID-19)疫情爆發以來,基因學家已不斷將致病的冠狀病毒 SARS-CoV-2 基因組排序,從而了解病毒傳播機制。

據估計,SARS-CoV-2 基因組平均每個月就可累積到兩個改變,大部分改變都不會影響病毒活動。不過部份仍可能會影響到病毒的傳染及嚴重性。然而,科學家暫未確認到此改變會否令病毒變得更危險,還是緩和下來。其中一個原因是因為 SARS-CoV-2 變異速度相對其他病毒慢,病毒學家因而較難研究到病毒變異情況。

《科學》期刊綜合近月研究,指早期一個變異是 ORF8 基因內有一組鹼基對(base pair)完全被刪去。類似情況也從 2003 年沙士爆發時觀察到。當時沙士病毒 SARS-CoV-1 被另一種相近的冠狀病毒影響,使其病毒複製效率大幅減弱,或是令當年疫情得以減退的原因之一。然而,杜克大學研究人員則未在實驗室研究中,發現 SARS-CoV-2 有類似情況。

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病毒出現另一個最重要的變異,是 SARS-CoV-2 病毒株基因組第 23,403 號位置的核鹼基由腺嘌呤(Adenine)變為鳥嘌呤(Guanine) 。該變異而成的新病毒株已取代原有病毒株 D614 ,成為散播全世界的主流病毒株。這變異最特別之處是它改變了病毒的刺狀蛋白內,位置 614 的胺基酸,因而被稱為 D614G。

刊於《細胞》的研究指, D614G 基因在近月已在全國各地變得更常見。原本的病毒株數量也似有減少趨勢。這有機會是由於病毒株被 D614G 所取代,但也可能只是巧合。計算生物學家 Kristian Anderson 就對《科學》指,變異病毒株的次數增加,可能只屬隨機作用,而此現象也常見於其他病毒。

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研究指 D614G 入侵細胞效率較高

利用基因排序實驗,英國 COVID-19 基因組學聯盟(COVID-19 Genomics Consortium)雖發現 D614G 病毒株較原來病毒株的傳播力高 1.22 倍,但差異並不顯注。洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)研究隊伍也嘗試從實驗室培育實驗,測試兩種病毒株的傳染力。他們製作了病毒樣顆粒(Virus-like particles),發現 D614G 病毒株入侵細胞的效率較高。麻省大學醫學院研究人員也有相同發現,病毒學家 Jeremy Luban 指,D614G 輕微改變了病毒的刺狀形狀,令蛋白更易改變結構,使病毒和細胞更易結合。不過此些發現未必反映病毒在現實中有同樣反應,但可能與人體病徵有所減弱有關。

《科學》指,動物實驗可能是其中一個了解病毒株差異的方法。其中,伊拉斯謨醫學研究中心病毒學家 Marion Koopmans 指,其中一個方法是讓雪貂感染兩種病毒株,並比較牠們病毒脫落(viral shedding)程度,但難度之一是雪貂感染時間較短,差異要相當大才可被觀察到。另一方法是同樣以未被感染的雪貂,讓其接觸帶有其中一種病毒株的動物,並觀察傳播情況。其中荷蘭已有一雪貂實驗,發現病毒至少 5 次從人體「跳躍」至雪貂身上: 2 次是原本的病毒株, 3 次是 D614G 。不過此實驗並沒有對照設計,嚴謹性不如實驗室研究,所以未能確認兩種病毒株差異。

現時唯一可肯定的是 D614G 病毒株已成為主流,而近來公佈的病毒傳染指數(reproduction number)均是根據新病毒株所計算,無從得知病毒株 D614 造成的效果會否不同。另一個問題,是為甚麼病毒已感染大量人口,其變異數卻未有大幅增加?有科學家就推斷病毒爆發之初全無免疫阻力,病毒無演化壓力下,則變異減少;甚至可能是 SARS-CoV-2 可能早於疫情大爆發前已存在,並適應了人體,之後才增加其感染力。杜克大學研究人員 Linfa Wang 也認為,其中一個版本的 SARS-CoV-2 可能早於東亞傳播,但因未有引起嚴重反應而被無視,或者根本是在偏遠地區出現而無被記錄到。病毒因此有機會感染動物後,再被帶到武漢後爆發。相信未來需更多研究,才能肯定病毒變異,對疫情整體帶來的影響。

來源:
Science, The pandemic virus is slowly mutating. But is it getting more dangerous?, 14 July 2020

文/Edward Ho

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