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新智元报导

编写:David

【新智元前言】现阶段席卷全世界的新冠奥密克戎变异,究竟是哪里来的?现阶段生物学家明确提出了三种理论:遗传基因突变、慢性感染、别的动物传到。

现阶段,新冠Omicron变异后早已在全世界飞快散播,而间距其初次发觉还不上2个月。专家在对病毒开展紧密跟踪的与此同时,依然对一个至关重要的问题觉得疑惑:

Omicron 是从哪里来的?

Omicron 与初期的变异(如 Alpha 和 Delta)这般不一样,以致于演变病毒学者可能其最靠近的已经知道基因遗传先祖很有可能可以上溯到一年多前,即 2020 年年中以后的某一个時间。

南非开普敦高校的测算动物学家达伦·乔治说:「它是突然冒出的。」

巴西约翰内斯堡,初次发觉 Omicron 病案的地区周边。图片出处:Kim Ludbrook/EPA-EFE/Shutterstock

Omicron 的发源问题不仅是在学术研究上很重要。坐落于澳大利亚萨斯喀彻温高校疫苗和传染性疾病机构的病毒学者汤姆猫·拉斯穆森说,搞清楚这类相对高度感染性变体是在什么标准下产生的,很有可能有利于生物学家掌握新变体发生的风险性,并提议采取一定的有效措施将其降到最低。

世卫组织近期创立的新式病原菌发源科学合理资询工作组 (SAGO) 在 1 月份开会研究 Omicron 的发源。SAGO 现任主席、巴西比勒陀利亚高校医药学病毒学者 Marietjie Venter 表明,该机构预估将在 2 月初公布一份汇报。

在该报告公布以前,专家已经科学研究三种很有可能的基础理论。可能是错过了一系列最后导Omicron 的突变。或是,做为长期性感柒的一部分,这类突变很有可能在一个人的身上演变出突变。或是,它很有可能在别的动物寄主中发生,例如耗子或大白鼠。

瑞士巴塞尔高校的测算动物学家 Richard Neher 表明,无论科学研究工作人员趋向于哪一种思想观点,也是出自于判断力,而不是一切有标准的论点论据。

理论一:「地狱般」玩命的遗传基因突变

科学研究工作人员一致觉得 Omicron 是近期才发生的。

它于 2021 年 11 月上中旬在巴西和博茨瓦纳初次被发觉;自此,于 11 月 1 日至 3 日在英国、11 月 2 日在巴西、尼日利亚和英国发觉了较早的个人样版。通过剖析,发觉它的产生時间早于上年 9 月底或 10 月初上下。

Omicron 在从不同地域上传入数据库查询的基因中的时兴率的柱形图。

来源于:GISAID

但因为约翰内斯堡是北美洲较大飞机场的所在城市,事实上奥密克戎很有可能发源在全球任何地方——仅仅在巴西被发觉,Tulio de Oliveira 说,他是一名生物信息学家,领导干部了巴西跟踪包含 Omicron 以内的病毒变异的勤奋。

一名身穿防护服的专业人员在科学研究 omicron SARS-CoV-2 变体的试验室工作中。

德班夸祖鲁-纳塔尔高校 Tulio de Oliveira 试验室的博士研究生 Upasana Ramphal,他的精英团队一直在勤奋跟踪南部非洲的 Omicron 和别的变体。图片出处:Joao Silva/NYT/Redux/eyevine

Omicron 的突显之处取决于突变定位点显著较多。与初始 SARS-CoV-2 病毒对比,该变体具备 50 好几个突变,在其中约 30 种会造成刺突蛋清中的碳水化合物产生变化,病毒运用该蛋清粘附并与细胞融合。之前的病毒变体中,这类突变不超过十个。

「这也是一种炼狱一样的突变。」Neher 说。

图为 SARS-CoV-2 冠状病毒病毒的刺突蛋清 S1 随时长转变的突变总数

来源于:Nextstrain

与以前发觉的变体对比,Omicron 对 ACE2 的控制能力更强,可以能够更好地绕开由注射过疫苗或感柒过初期变异的人造成的病毒阻隔「中合」抗原。

并且,刺突蛋清的别的转变好像变化了 Omicron 进到体细胞的方法:它好像不太善于立即与细胞质结合,反而是趋向于在被内体淹没后进到体细胞。

Omicron 的另一个怪异特点是,从基因的方面看来,它由三个不一样的亚谱系(称之为 BA.1、BA.2 和 BA.3)构成,他们好像全是在同一时间发生的。这代表着 Omicron 有时间在生物学家注意到以前开展多元化的突变。

德尔塔菌株与奥密克戎毒株刺突蛋清突变对比分析

虽然科学研究工作人员已向 GISAID 基因数据库查询递交了近 750 万只 SARS-CoV-2 编码序列,但并未对来源于全世界 COVID-19 病人的数亿个病毒基因开展转录组测序。

现阶段,巴西对其已经知道 COVID-19 病案的不上 1% 开展了转录组测序,而从坦桑尼亚到津巴布韦和莫桑比克的很多相邻我国向 GISAID 递交的编码序列不上 1,000 个。

不一样地域汇报的 COVID-19 病案百分数开展转录组测序的基因百分数

材料来源于:GISAID

乔治说,科学研究工作人员必须对这种国家的 SARS-CoV-2 基因开展转录组测序,以能够更好地掌握未观测到的演变的概率。他说道,有可能 Omicron 的三个亚谱系各自从转录组测序能力有限的地域到达巴西。

密苏里州费城罗伯兹高校的测算演变动物学家斯维特兰娜庞德说:“这不是 19 新世纪,在那里你需要六个月的時间乘游艇从一个点到另一个点。”

理论二:人们的慢性感染

第二种基础理论是我们的慢性感染,当做了奥密克戎的「创业孵化器」。

在慢性感染的病人身体内人,病毒可以繁育几个星期或数月,并会产生不一样种类的突变,来躲避身体的人体免疫系统。Pond 说,慢性感染使病毒还有机会与人体免疫系统玩猫抓老鼠的手机游戏,他觉得这也是 Omicron 发生的一个有效假定。

在人体免疫系统损伤的群体中早已观查到该类慢性感染。例如,2020 年 12 月的一份病例报告叙述了一名 45 岁的男士的不断感柒。在寄主身体内近五个月的时间段里,SARS-CoV-2 在其刺突蛋清中总计发生了近十二个碳水化合物的转变。

一些科学研究工作人员觉得,恰好是这类在寄主身体内的长时间存在,给了病毒更适合的觉醒标准,可能是Omicron的关键激发要素之一。

「病毒务必更改才可以再次存有,」德国卡罗林斯卡研究室的交叉学科病毒学者 Ben Murrell 说。Omicron 的很多突变集中化的蛋白激酶融合域,非常容易变成抗原的总体目标,在长期性感柒中,务必要更改本身才可以生存。

Omicron 时兴期内,身穿防护服的卫生工作者立在中国香港被封禁的房屋建筑外

来源于:Louise Delmotte/AFP/Getty

但目前为止科学研究的慢性感染个人的病毒中,没有一个具备在 Omicron 中留意到的突变经营规模。拉斯穆森说,要完成这一点,就必须长期的高病毒拷贝率,这也许会使病人十分不适感。

使状况更为繁杂的是,Omicron 的特点很有可能来源于突变的组成。例如,依据细胞研究,在 Omicron 中发觉的2个突变——N501Y 和 Q498R——将一个变体与 ACE2 蛋清相结合的实力提升了近 20 倍。

Martin等人的基本研究表明,Omicron 中的十几个少见突变产生了三个单独的群集,可以协调工作,以填补彼此之间的不良影响。

如果是这样的事情,则代表着病毒务必在人体内充足拷贝,才可以探寻突变组成的危害——这比逐一取样很有可能的突变室内空间必须更长的時间。

也有一种可能是,Omicron的造成涉及到好几个慢性感染病人者,或是造成Omicron以前的病毒来源于慢性感染病人,随后在一般群体身体内中生存了一段时间才被发觉。「现阶段,也有许多难以解决的问题」拉斯穆森说。

要证实这一基础理论几乎是不太可能的,由于科学研究工作人员必须幸运,才可以寻找很有可能引起 Omicron 发生的特殊本人或人群。但是,Neher 说,对 SARS-CoV-2 在慢性感染中的变动开展更全方位的科学研究,将有利于明确Omicron的很有可能范畴。

理论三:元凶是耗子?

另一种很有可能,便是Omicron很有可能压根并不是来自于人。

SARS-CoV-2 是一种掺杂病毒:现阶段早已散播到野豹、动物园的非洲鬣狗和小河马,及其宠物雪貂和仓鼠的身上。Omicron 也许可以在更普遍的动物中间散播。研究发现,与初期的病毒变体不一样,Omicron 的刺突蛋清可以与野兔、鸡和老鼠的 ACE2 蛋清融合。

一项研究发现,N501Y-Q498R 突变组成容许变体与大白鼠 ACE2 紧密联系。在试验室试验中,在融入啮齿动物的 SARS-CoV-2 病毒中看到了 Omicron 的其它几类突变。

那样看来,SARS-CoV-2 有可能得到了突变,可以从人散播到耗子的身上——从患者跳到耗子的身上,随后在动物物种中散播并演变成 Omicron。

受传染的耗子之后很有可能和人触碰,进而引起了 Omicron 的发生。Omicron 的三个亚系十分不一样,依据这一基础理论,每一个亚系都象征了从动物到人们的独立弹跳散播。

乔治说,有一些动物的感染期远比人们更长,这让 SARS-CoV-2 得到了更普遍的多种突变的室内空间,并形成了很多不可告人的「病毒鬼魂」。这类「反向传播」基础理论有一定真实度。他说道,使病毒能够更好地在动物寄主中传递的转变,并不一定会影响到其感柒人们的工作能力。

这类理论还可以表述,为何 Omicron 中的一些突变之前在人们中极少见。

Omicron发源很有可能始终找不着

如前文所讲,现阶段,这三种有关 Omicron 发源的观点都仅仅生物学家的理论。

病毒有很多机遇在人和人之间散播。虽然在啮齿动物的身上发觉了一些 Omicron 的突变,但这并不代表着这种突变就沒有产生在人们的身上,很有可能仅仅大家没发觉。

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