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《1月19日_ImmunityBio揭示南非SARS-CoV-2变异株传播力强的分子机理》

  • 来源专题：COVID-19科研动态监测
  • 编译者： zhangmin
  • 发布时间：2021-02-08

  • Businesswire网站1月19日消息称，ImmunityBio的研究人员通过分子动力学（MD）模拟评估了SARS-CoV-2的突变型刺突蛋白受体结合域（RBD）与人体细胞上受体ACE2的亲和力。
    此次模拟主要是为了研究新毒株的刺突蛋白RBD与ACE2的亲和力是否有所变化，在病毒刺突蛋白E484K、K417N和N501Y的界面处发现的突变很可能会影响病毒与ACE2结合的亲和力并因此影响新毒株的传染性。研究发现E484K和N501Y都增加了RBD与ACE2结合的亲和力。与单独的E484K或N501Y相比，E484K、K417N和N501Y的组合在结合到hACE2时导致刺突蛋白RBD的构象变化程度最高，构象影响对抗原位点的抗体识别。刺突蛋白RBD对hACE2的亲和力增强很可能是由于E484K或N501Y的存在使其传染性变强。构象变化可为以下现象提供解释：南非发现的501Y.V2变体与英国发现的B.1.1.7变体的区别在于E484K的存在，E484K能够逃避现有的针对SARS-CoV-2的抗体并重新感染COVID-19恢复期患者。关键突变（E484K）导致刺突蛋白RBD区的产生赖氨酸，进而导致新毒株和ACE2有很高的亲和力，减少了刺突蛋白的高度灵活的环区域的移动并将其像套索一样“锁定”在ACE2上。在南非株系（501Y.V2）和英国株系（B.1.1.7）中均发现的另一种突变N501Y突变（在501位上发现酪氨酸）也显示出高亲和力。MD模拟方法已被证明可用于预测SARS-CoV-2相对传播性或逃脱现有免疫力的能力，是防止病毒继续传播的重要工具。
    原文链接：https://www.businesswire.com/news/home/20210119005425/en

  • 原文来源：https://www.businesswire.com/news/home/20210119005425/en
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相关报告

  • 《Science：揭示SARS-CoV-2在欧洲和北美的传播》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2020-09-21
    • 在一项新的研究中，来自美国、英国、加拿大和比利时的研究人员将来自冠状病毒样本的进化基因组学数据与计算机模拟的流行病学数据和详细的旅行记录相结合，以前所未有的细节重建冠状病毒SARS-CoV-2在世界各地的传播。相关研究结果于2020年9月10日在线发表在Science期刊上，论文标题为“The emergence of SARS-CoV-2 in Europe and North America”。这些研究结果表明，在加强检测和接触者追踪可能阻止SARS-CoV-2在北美和欧洲建立的过程中，一个长时间的机会期错过了。 这篇论文还挑战了将今年1月份各大洲最早的已知COVID-19病例与数周后检测到的疫情爆发联系起来的建议，并提供了有价值的见解，可以为公共卫生响应提供信息，并有助于预测和预防未来COVID-19和其他人畜共患病的爆发。 论文共同通讯作者、亚利桑那大学研究员Michael Worobey说，“我们的愿望是开发和应用强大的新技术，在全球范围内对疫情如何在空间和时间上传播进行明确的分析。在此之前，科学、社交媒体和数量空前的等着同行评审的预印本文章的大杂烩中充斥着各种各样的可能性。” 这些研究人员的分析基于病毒基因组测序工作的结果，测序工作是在这种冠状病毒被识别后立即开始的。这些工作迅速发展成为规模和速度都前所未有的世界性努力，并产生了数以万计的基因组序列，并在数据库中公开。 这些研究人员发现，与广泛流传的说法相反，第一批记录在案的从中国到美国和欧洲旅行的感染者并没有滚雪球般地变成整个大陆范围内的疫情爆发。相反，旨在追踪和遏制这些病毒最初入侵的迅速和果断的措施是成功的，并应作为指导政府和公共卫生机构未来行动和政策的示范反应。 今年1月15日，一名从中国武汉飞抵西雅图的中国公民成为美国第一个被证明感染新型冠状病毒的患者，也是第一个进行SARS-CoV-2基因组测序的患者。这名患者被命名为“WA1”。直到六周后，美国华盛顿州又发现了几例。 Worobey说，“当所有这些时间过去的时候，每个人都不知道发生了什么事。我们希望我们没事，我们希望没有其他病例，但是从西雅图一个引人注目的社区病毒取样项目中，我们可以清楚地看到，华盛顿的病例更多，而且它们在基因上与WA1携带的病毒非常相似。” Worobey和他的合作者测试了一个流行的假设，即WA1患者已引发了一个在6周内没有被发现的聚集性传播。他们认为，尽管在2月和3月采样的病毒基因组与WA1携带的病毒有相似之处，但它们的不同之处足以使得WA1引发随后的疫情的想法是非常不可能的。 这些研究人员说，密集的干预措施，包括检测、接触者追踪、隔离措施和感染者的高度依从性，帮助德国和美国西雅图地区在1月份控制了这些疫情，其中这些感染者及时向卫生当局报告了自己的症状并进行了自我隔离。 Worobey说，“我们认为，这些措施造成了一种局面，使最初的火花能够被成功地扑灭，防止进一步扩散到社区。这告诉我们，在这些情况下采取的措施是非常有效的，应该成为未来应对有可能升级为世界性大流行病的新兴疾病的蓝本。” 为了重建这次大流行的传播，这些研究人员运行了计算机程序，仔细模拟了SARS-CoV-2的流行病学和进化，换句话说，这种病毒如何随着时间的推移进行传播和突变。 Worobey说，“这让我们可以一遍又一遍地重复播放疫情如何蔓延的录像，然后把模拟中出现的情景与我们在现实中看到的模式进行对比。” 他说，“就华盛顿病例而言，我们可以问，‘如果1月15日到达美国的WA1患者真地引发了疫情，该如何呢？’好吧，如果他真地如此，你一遍又一遍地复盘那次疫情，然后从那次流行病期间受感染的患者中获得病毒样品并以这种方式让这种病毒进化，你会得到了一个我们在现实中看到的模式吗? 答案是否定的。” 他说，“如果你把意大利早期的疫情与德国的疫情结合起来，你看到进化数据中的模式了吗?答案还是否定的。” 论文共同通讯作者、加州大学圣地亚哥分校的Joel Wertheim说，“通过模拟重新运行SARS-CoV-2引入美国和欧洲的过程，我们发现，首次记录的病毒引入这些地区导致高效的聚集性传播的可能性很小。分子流行病学分析对于揭示SARS-CoV-2的传播模式是非常强大的。” 随后，其他方法与虚拟流行病的数据相结合，产生了极其详细的结果。论文共同通讯作者、加州大学洛杉矶分校的Marc Suchard说，“这项研究的关键在于，我们的新工具结合了详细的旅行史信息和系统发育学，系统发育学产生一种‘家族树’，可显示从感染者身上取样的不同病毒基因组是如何相互关联的。” Worobey说，“我们的研究发现当你做好早期干预和检测时，它可以产生巨大的影响，无论是对预防流行病还是对控制流行病的进展。虽然疫情最终得以蔓延，但早期的胜利为我们指明了前进的道路：全面检测和病例识别是强有力的武器。”
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  • 《Cell: 研究揭示SARS-CoV-2英国突变株B.1.1.7在美国境内的起源与传播规律》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2021-04-02
    • 自COVID-19疫情发生至今，已经有多种新型的变异毒株被发现，它们表现出比原始毒株更强的传播力度。其中，一种名为 “501 Y. V1; B.1.1.7” 的毒株携带N501Y突变，该毒株最早于2020年秋季在英国境内出现，之后传播至多个欧洲国家。无独有偶，南非以及巴西境内也鉴定出带有N501Y突变的变异毒株，分别为 “501Y.V2; B.1.351” 以及 “501Y.V3; P.1” 。然而，来自英国境内的B.1.1.7变异毒株刺突蛋白同时存在其它一些突变标志，其中包括69-70，144位点的氨基酸缺失以及A570D, P681H, T716I, S983A以及D1118H。 研究表明，B.1.1.7毒株具有比原始毒株更强的传播能力，其相比其它毒株的生长速率也要高40%-70%。虽然B.1.1.7毒株的确切源头至今仍然不清楚，但英国境内大规模的基因组学分析结果表明其更强的传播力与N501Y突变之间存在联系。 在最近发表于《Cell》杂志上的一项研究中，来自美国Scripps研究所的Kristian G. Andersen博士等人对B.1.1.7毒株在美国境内的流行趋势与传播动态特征进行了详尽的分析，希望能够对全球疫情的防控以及新型抗病毒疗法的开发提供思路。 由于69-70氨基酸缺失突变会导致在相关检测中呈现阴性结果（被称为S gene target failure，SGTF），对此，研究者们对一年以来收集得到的患者样本进行了常规检测以及SGTF检测，试图寻找B.7.1.1突变毒株在美国境内的起源与流行趋势。 首先，作者对自2020年7月份以来收集到的SARS-CoV-2阳性样本（大约50万份）进行了SGTF分析，结果表明：2020年十月份上旬，SGTF的占比维持在较低水平，随着每天1.4%的SARS-CoV-2检测阳性率，SGTF的占比从2021年1月份的0.8%上升至二月中的10.6%。 为了进一步验证基于SGTF的分析结果，作者进行了更为详尽的测序分析。结果显示，在总共纳入测序分析的986份SGTF阳性样本中，有662份样品存在69-70位点的缺失突变，占比为67%。 此外，这些测序结果显示阳性的样本同时具备其它符合B.1.1.7的序列特征，其中包括144位点的氨基酸缺失以及A570D, P681H, T716I, S983A以及D1118H突变。然而这些样本序列中不存在B.1.351或P.1突变株的相关特征。 之后，作者比较了B.1.1. 7毒株与其它毒株在美国境内的传播速率。结果显示，B.1.1.7在全美境内的对数生长率为7.5%/天，以5.5天的间隔计算，转换之后的传播率为41%。 基于上述结果，作者认为如果B.1.1.7在美国境内继续保持上述传播速率，将在不久之后成为最主流的流行毒株。 为了探究B.1.1.7何时传入美国境内，作者将662份测序样本与292份境外测序样本合并进行贝叶斯运算。结果显示，大部分美国境内的B.1.1.7毒株序列可以分为两个类群，分别起源于加利福尼亚与佛罗里达。其中最早传入美国境内的毒株起源于加州，时间约为2020年12月1日。在接下来的几个月中又分别从佛州，佐治亚，宾州，纽约州等地相继传入。通过分析不同地区的B.1.1.7毒株数量与时间的关系，作者认为该毒株早在2020年底就已经在全美境内多地区扩散。 基于上述结果，作者认为这一起源于英国的变异毒株B.1.1.7未来或许将成为美国最主流的流行毒株，考虑到此前研究表明该毒株具有比原始毒株更强的致病性与致死率，因此作者呼吁大众与科学界提高警惕，尽最大可能防止疫情的进一步扩散，并积极寻找对抗上述突变毒株的方法。
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