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北京出现B.1.1.7变异株!详细介绍其流行、诊断、传播力

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2020年12月14日,英国报道了一种新的新冠病毒变异株SARS-CoV-2VOC202012/01(VariantofConcern,year2020,month12,variant01,简称为VOC202012/01),最早的命名为SARS-CoV-2VUI202012/01(VariantUnderInvestigation,year2020,month12,variant01,简称为VUI202012/01),截止到2020年12月30日,在31个国家和地区已经检测到VOC202012/01变异株病毒(包括欧洲的丹麦、法国、冰岛、比利时、芬兰、德国、荷兰、西班牙、爱尔兰、意大利、挪威、葡萄牙、瑞士以及其他国家澳大利亚、加拿大、印度、约旦、黎巴嫩、以色列、伊朗、日本、新加坡、韩国、中国香港等),世界卫生组织在2021年1月13日通报,该变异株已经传播到50多个国家。

2020年12月18日,南非宣布检测到一种新的新冠病毒变异株,由于S蛋白上存在N501Y的突变,命名为501,属于Nextclade分支20H/501,不同于SARS-CoV-2VOC202012/01变异株。截止到2020年12月30日,501变异株已经从南非传播到其他四个国家(英国、瑞士等),世界卫生组织在2021年1月13日通报,该变异株已经传播到20多个国家。

英国变异株和南非变异株

基因进化分析显示,英国变异株VOC202012/01属于单独的进化分支,在S刺突蛋白上有多个位点突变包括69-70deletion,144deletion,N501Y,A570D,D614G,P681H,T716I,S982A,D118H,该变异株属于Pangolin分支,Nextclade分支为20I/501(图1和图3)。南非变异株在S刺突蛋白上存在D80A,D215G,E484K,N501Y,A701V突变,该变异株属于Pangolin分支,Nextclade分支为20H/501(图1)。其中S蛋白上N501Y的突变最为关键,即S蛋白上第501个氨基酸从天冬酰胺(asparagine,简称N)替换成了酪氨酸(tyrosine,简称Y),为受体结合位点的一个氨基酸变异。实验结果显示,N501Y突变可增加病毒对人体细胞主要受体结合位点ACE2受体的亲和力,即增加病毒蛋白质进入人体细胞的能力,也就让新冠病毒更容易感染人类细胞。这有可能是病毒在新冠肺炎患者的呼吸道内表现出异常高水平的原因。


图1.英国变异株和南非变异株的进化分支

英国变异株VOC202012/01的流行情况

目前,英国变异株已传播到50多个国家(表1)。从GISAID数据库上我们看出英国VOC202012/01变异株的序列越来越多,在2020年第52周VOC202012/01变异株序列所占比例达到30%(图2)。英国研究者的初步研究结果表明,和原始毒株相比,变异新冠病毒株的再生能力要强70%,代表病毒传播能力的R值(一个感染者平均传染人数)要高出0.5-0.7。R值必须低于1,新增感染人数才会下降。


图2.2020年第38-50周GISAID数据库上英国VOC202012/01变异株序列变化趋势


表1.感染VOC202012/01变异株的病例数

英国变异株VOC202012/01的实验室检测

英国变异株VOC202012/01在S蛋白第21765-21770位上存在核苷酸的缺失,引起HV69-70氨基酸的缺失,可能导致以S蛋白为靶标的RT-PCR试剂盒检测出现假阳性。针对国内大多数检测试剂盒都是以N和ORF1ab基因为靶标设计引物探针,并没有出现检测假阳性的情况。

英国变异株VOC202012/01增加了病毒的传播力

根据现有的流行病学数据VOC202012/01的流行比例,最近的研究发现与之前的流行变异株相比,该变异株显著增加了病毒的传播能力。初步结果表明感染该变异病毒和病毒载量增加之间存在相互关联,提示呼吸道样本中病毒载量增加的可能性。这可能与病毒的脱落和传播力的增加有关,还需进一步验证。目前没有证据表明VOC202012/01病毒可以引起致病力和疾病严重程度的改变。有研究表明证明,该变异毒株在实验室中可以将感染力提高两倍。由于刺突蛋白发生变化,新冠病毒获得了更灵敏的用来解锁进入人体细胞大门的钥匙,其中出现的一些片段缺失还能使感染幸存者血液中的抗体攻击病毒的效力降低。

英国变异株和南非变异株对疫苗有效性的影响

大部分的mRNA候选疫苗都是基于S蛋白序列进行设计研发。目前预印本平台bioRxiv的一项研究采用假病毒系统构建突变株进行实验,接种者血清来自20名接种辉瑞/BioNTech或Moderna疫苗的受试者,虽然血清内中和抗体水平都很高,但对突变株的保护效力仍小幅下降。南非突变株含有K417N、E484K、N501Y三个关键突变,其中在刺突蛋白受体结合区域(RBD)存在的E484K突变,可能是导致疫苗防护效力下降的关键。而另一项预印本研究显示,目前英国流行的没有E484K突变的突变株,则不会发生类似的现象,所以新冠mRNA疫苗可能需要“定期更新”来应对突变。目前我国科兴中维和国药中生的灭活疫苗是基于完整病毒灭活后开发的疫苗,不会受到S蛋白上一些结构性位点变异的影响,暂不必担心。


图3.Nextstrain新型冠状病毒进化树及核苷酸突变数目的变化,黑框为变异株

英国变异株VOC202012/01的风险评估

目前的数据表明VOC202012/01变异株的传播风险相比于其他变异病毒相对较高。自从2020年9月20日,该病毒就已经在英国进行传播。其中南非变异株501在2020年8月已经在南非传播。VOC202012/01变异株已经传播到多个国家,大多数报道病例都与英国旅行史相关。尽管多数国家已经报道VOC202012/01变异株感染病例,但没有证据表明该病毒增加了疾病的严重程度。世卫组织总干事说,病毒毒株一直在变异,这是正常现象。目前英国的报告称,变异毒株更加易于传播,但是当前还没有证据显示新毒株导致的重症率、死亡率更高。世卫组织正在同科学家共同研究,病毒毒株基因变化对病毒传播的影响。谭德塞强调,当前仍然要尽一切努力,全政府、社会全员共同行动,采取必要措施,遏制病毒传播。病毒传播越严重,毒株发生变异的几率就越大。

北京大兴出现英国变异株病毒

针对目前北京大兴已经出现(VOC202012/01)变异株感染病例,北京市各级部门迅速采取管控措施,疫情形势可防可控,不必过于恐慌。大家更应做好个人防护,坚持科学佩戴口罩、勤洗手、常通风、“一米线”、不聚集等良好的卫生习惯。

参考资料:

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2.,VariantofConcern202012/01:London;2020

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