新冠病毒为什么会变异

来源:人民资讯

受访专家:复旦大学基础医学院病原生物学系副教授陈捷亮

记者:王冰洁

近期,英国、日本、法国等相继发现变异新冠病毒感染者,让不少国人再次担心起我们的安全,同时也会疑惑,新冠病毒为什么会变异,变异后的毒株会是新冠病毒的“加强版”吗?

其实,早在2020年3月,欧洲就出现了新冠病毒变异株——D614G的大规模流行,其与近期造成英国大暴发的名为“B.1.1.7”的新变种病毒株N501Y类似,均是病毒刺突蛋白发生突变。这种蛋白类似于一把钥匙,能打开进入细胞的“门锁”;突变后,病毒的“开锁能力”变强了,传播性也就更强了。

在生物界,变异是普遍存在的,病毒同样如此,且病毒的变异随机性更大,每时每刻都在发生,随着时间的推移,变异株只会越来越多。复旦大学基础医学院病原生物学系副教授、博士生导师陈捷亮介绍,病毒的结构十分简单——蛋白质外壳包裹着遗传物质,遗传物质仅有DNA或RNA。一旦进入细胞,病毒的DNA或RNA便开始“疯狂”复制,在数万到数亿次的复制过程中,病毒会随机出现复制错误,即发生突变。

另一方面,病毒要一边躲避免疫系统的攻击,一边与其他病毒争夺空间,突变率高、变异速度快就意味着它更有机会形成适应环境的性状。但是,并非每种变异都能让病毒存活并发展下去。同一时期,病毒的变异株可能有很多种,但“适者生存”,某些病毒变异株获得了更有效躲避免疫系统侦测的能力,保留甚至增强了传播能力,就能更好地生存下来,并在人群中更迅速广泛地传播,“挤占”原始毒株和其他变异株的空间,占比越来越大,成为优势株。

相对疱疹病毒、乙肝病毒等DNA病毒,RNA病毒更易变异,比如新冠病毒。从结构上来看,DNA是双链结构,像一条“拉链”,即使复制过程中某一条链出现错误,还有可能通过另一条链发现异常并进行修正,突变率相对低。但流感病毒、丙肝病毒、冠状病毒等的遗传物质为单链RNA,复制更易出错,且没有纠错机会,因此变异率相对较高。

即使同为RNA病毒,变异程度也有所差别。目前,新冠病毒的大部分变异是“点突变”,且尚未发生在重要结构位点。这种“小幅度变异,但不产生新型别”的情况,属于抗原漂移,只有量变,没有质变;部分RNA病毒的遗传物质是由多个RNA节段构成,比如流感病毒的RNA含8个节段,若两株不同的流感病毒感染同一宿主后,不同节段RNA可能在复制过程中发生重组,形成全新的病毒(新型别),此类变异会导致病毒生物学特性颠覆性“质变”。

一般认为,病毒的变异有着“毒力变弱,传播性增强”的趋势,比如“B.1.1.7”目前的传播力高出70%,但毒性并未增加。从生存进化策略的角度看,这是因为病毒的最终目的不是杀死宿主,而是“活”下去和扩大自身“领地”,这只有通过更多宿主的传播才能实现。如果突变后毒力增强,传播力往往会有所减弱,随着宿主死亡,病毒也会被消灭。

防范病毒变异,严控感染人数仍是目前防疫的重中之重。一旦宿主基数变多、范围扩大,则意味着病毒有更多机会进行自我复制,变异的机会随之增加,某些压力条件还会加速和诱导病毒变异株的筛选,比如自然条件下需一万年才会出现的病毒变异株,可能会因人工药物的使用,导致几年甚至几个月就可能出现大规模耐药株;即使是隔离等非药物的干预措施,也可能给新冠病毒带来进化压力,使得传播力强或能躲过检测的变异株被加速筛选出来。

陈捷亮强调,病毒的突变很难预测,我们能做的是在确保防控有力有序的前提下,做好病毒序列的监测和持续开展基础性科学研究,一旦发现不利的突变苗头,尽早实行隔离干预,将变异株控制在早期。

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