SARS-CoV-2的自然进化:科学如何回应这些挑战

小说的变种SARS-CoV-2可能改变的传播性和严重性COVID-19症状有经验。虽然疫苗似乎对新兴的变异提供一定程度的保护,减少功效一直观察对南非的变体。持续监测是最好的方法来理解这些变异的程度变化,并准备新的策略来克服它们。此外,专家认为,当前全球推出的疫苗不应该推迟了这些新变体的出现为保护提供远远超过潜在的风险降低功效。

病毒变种的起源——SARS-CoV-2病毒不寻常吗?

病毒变异源于突变病毒基因组和病毒复制是自然的副产品。¹突变是一种特殊的病毒基因序列的改变而接受“标准”序列。病毒表达这种突变被称为变异。变异可能同时表达大量的突变,如2020年SARS-CoV-2变异出现在英国和南非。²

SARS-CoV-2的平均变异率仍然很低,稳定,和远低于其他RNA病毒如流感病毒。与冠状病毒、流感病毒(导致流感)是容易变化通过过程称为抗原漂移和抗原转变。^3、4

尽管如此,SARS-CoV-2变异已经开始在世界各地迅速蔓延,预计还有更多时间来培养。突变是自然进化的一部分,尽管突变可能会改变病毒的毒性或它是如何传播的,只有那些将蔓延到更高频率选择性有利。¹

包含D614G突变的SARS-CoV-2变体迅速扩散到世界各地。

例如,包含D614G变异的变异已成为野生型(主要)形式的SARS-CoV-2全球自2020年中期以来。病毒的突变可能增加了亲和力结合人类受体ACE2,导致更高的传染性和传输速率。⁶由于自然选择的变异也会灭绝。例如,2020年6月,一个关于SARS-CoV-2变体认为目前的免疫反应检测灵敏度下降貂在荷兰和丹麦。然而,这个变种被宣布灭绝仅仅几个月后,不再流通。⁷

目前,有三种变体问题,命名为基于国家他们首次发现。英国(B.1.1.7),南非(B.1.351)和巴西(第1页)变异突变被认为使他们更多的传染性。还有早期数据显示英国变体与比野生型SARS-CoV-2更高的死亡风险。⁸这些变异的突变导致小突起蛋白结构的变化,这是使用的蛋白质病毒进入人类细胞。峰值蛋白质也是一个结构的一部分的病毒中和抗体结合块SARS-CoV-2感染。因此,这些突变可能影响SARS-CoV-2有利或不利。^卖地

当前SARS-CoV-2变异问题。

影响的新兴SARS-CoV-2变体COVID-19疫苗的功效

最新COVID-19疫苗诱导的免疫系统开发抗体和t细胞反应的峰值蛋白质SARS-CoV-2。这样,人的免疫系统已经接种疫苗,随后暴露在病毒识别的蛋白质。中和绑定和阻止感染的免疫反应将被启动。由于突变可能改变局部结构的蛋白质,有可能他们会妥协发达自然感染或疫苗免疫反应。^14、15

绑定的中和抗体病毒变种可能不同于他们的绑定到原始病毒。

现有疫苗的一种方法评估是否对新兴的变体是揭露人的血样被接种,或以前简约,COVID-19新变种在体外。在这一过程中,科学家可以确定参与者的相对能力的抗体中和小说变异与原始的或“野生型”病毒。^16、17

例子的分析来确定的能力之前开发的原始病毒中和抗体中和SARS-CoV-2变体。

的在体外研究只调查中和抗体变异的能力,在实验室里,而不是其他组件的更广泛的影响如t细胞活化的免疫反应。T细胞激活免疫系统的不同部分或直接杀死入侵的病毒和细菌等物质,并已被证明SARS-CoV-2免疫反应中扮演着重要角色。^{18 - 20}为进一步的信息如何评估疫苗诱导的免疫反应,请点击在这里。

还可以分析疫苗如何执行反对新变种通过确定疫苗的功效在一个特定群体的人感染的一个SARS-CoV-2临床试验的背景下的新变种。

一旦研究人员了解疫苗诱导的免疫反应相关疫苗功效反对新变种,它更容易准确地确定仅中和化验的功效。

策略来克服疫苗逃脱

疫苗逃脱这个术语用于描述病毒变异的过程形成一个变种,躲避疫苗诱导的免疫反应。这个过程是罕见的,但发生取决于治疗靶点和病毒变异率等因素。²¹

正如上面介绍的那样,在SARS-CoV-2,突变率是缓慢的;然而,随着病毒是如此普遍,大量的变异了。小说变异可能会减少病毒的中和抗体的能力个人以前简约,或有疫苗接种,COVID-19。事实上,减少以前开发的抗体的中和能力一直观察到南非变体。^22、23

然而,让众多不同的抗体和T细胞疫苗对许多地区的生产蛋白质,^5、24因此,预计仍应保持一定程度的保护。确保最大程度的保护,已制定策略来克服降低疫苗的功效:

• 的疫苗管理方案可以被修改增加整个免疫反应,在理想的情况下,提供更多的保护新变体(如额外的助推器疫苗剂量可以考虑)
• 优化的疫苗如开发新版本的更新突起蛋白也是可能的;然而,尽管直接改变疫苗可以相对迅速地执行,需要进一步措施,确保质量、安全性和有效性的新疫苗(s)

确定是否需要使用这两种方法,监测数据对新兴变体收集,确保最好的疫苗策略被采用。

虽然它似乎是合理的期望新SARS-CoV-2变异会随着时间的推移,专家认为,至关重要的是,目前的疫苗继续管理尽可能多的人。这是因为保护提供的疫苗的风险大于疫苗摆脱潜在的新变种。

下一个步骤

证据表明可用COVID-19疫苗仍可能产生保护性免疫反应反对新变体识别到目前为止,然而功效水平尤其是对严重疾病尚未定义。²⁵测试分析整个免疫反应,包括t细胞反应,将改善科学家对疫苗功效的变异的影响。改变疫苗可以使目标小说变异,可能会需要新的变种将开始成为主导之间传播的病毒。

全球监管机构之间的合作和政府投资将基本实现有效推出如果这种新疫苗被认为是必要的,作为我们的流感大流行结束正在进行的努力。

影响的新兴SARS-CoV-2变体COVID-19单克隆抗体的功效

虽然疫苗训练免疫系统对抗未来的感染,单克隆抗体模拟自然发达立即中和抗体SARS-CoV-2感染。新兴的SARS-CoV-2变异的突变可能引起一些逃离这些治疗干预措施。然而,当两个互补的单克隆抗体结合到一个治疗性干预,组合的风险失去功效大大减弱的病毒会变异在多个不同的位置来逃避这两个抗体的作用。^26日,27日至于疫苗,继续监视SARS-CoV-2是最好的方法,以确保他们的成功。

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引用

1. Grubaugh ND, Petrone我,福尔摩斯EC。为什么我们不应该担心疾病暴发期间当病毒发生变异。Nat Microbiol。2020;5:529 - 530
2. 戴维斯NG, et al。估计传播性和严重性的小说SARS-CoV-2变体关心的202012/01在英格兰(2020年12月26日提前在线打印)可以在:https://doi.org/10.1101/2020.12.24.20248822(2021年1月访问)
3. Duchene年代,et al。时间和SARS-CoV-2 phylodynamic阈值的信号。病毒进化。2020;6:veaa061
4. 王Abdelrahman Z,李米,x比较SARS-CoV-2复审,冠,MERS-CoV,甲型流感呼吸道病毒。前面Immunol。11:552909 2020;
5. 世界卫生组织。大流行性流感如何出现。可以在https://www.euro.who.int/en/health-topics/communicable-diseases/influenza/pandemic-influenza/how-pandemic-influenza-emerges(2021年1月访问)
6. 气压的RS。非常适合SARS-CoV-2变体的出现。N拉米夫地中海。2020;383:2684 - 2686
7. Burkholz, et al .成对SARS CoV-2突起蛋白突变观察期间持续SARS-CoV-2病毒转移从人类水貂,回到人类(2020年12月29日提前在线打印)。可以在https://doi.org/10.1101/2020.12.22.424003(2021年1月访问)
8. Iacobucci g . Covid-19:英国新变种可能与增加死亡率,早期数据显示。BMJ。2021;372:n230。可以在https://doi.org/10.1136/bmj.n230(2021年1月访问)
9. 坎普SA等。经常性的出现和传播SARS-CoV-2飙升删除H69 / V7(2021年1月12日提前网上打印)。可以在https://doi.org/10.1101/2020.12.14.422555(2021年1月访问)
10. Abdool Karim党卫军在CAPRISA部长级简报;2020年12月18日;南非。可以在:https://moien.lu/wp-content/uploads/2020/12/488618010-Full-Presentation-by-SSAK-18-Dec。pdf(2021年1月访问)
11. Voloch厘米,等。我们发现了一个新的循环SARS-CoV-2血统的巴西里约热内卢州起源于B.1.1.28血统(网上打印前2020年12月26日)。可以在https://doi.org/10.1101/2020.12.23.20248598(2021年1月访问)
12. Greaney AJ,等。全面映射突变的SARS-CoV-2受体结合域影响识别的多克隆人类血清抗体(2021年1月04,在线打印之前)。可以在https://doi.org/10.1101/2020.12.31.425021(2021年1月访问)
13. 加洛韦。出现SARS-CoV-2 B.1.1.7血统——美国,12月29日,2020 - 2021年1月12日。Morb致命的工作代表。2021;70:95 - 99。可以在http://dx.doi.org/10.15585/mmwr.mm7003e2(2021年1月访问)
14. Folegatti点,等。安全性和免疫原性的ChAdOx1 nCoV-19 SARS-CoV-2:疫苗的初步报告阶段1/2,单盲、随机对照试验。《柳叶刀》。2020;396:467 - 478。可以在https://doi.org/10.1016/s0140 - 6736(20) 31604 - 4(2021年1月访问)
15. 免疫学的英国社会。疫苗是如何工作的。可以在https://www.immunology.org/celebrate-vaccines/public-engagement/guide-childhood-vaccinations/how-vaccines-work(2021年1月访问)
16. 领域U, et al . COVID-19疫苗BNT162b1抒发人类抗体和TH1 T细胞反应。大自然。2020;586:594 - 599。可以在https://doi.org/10.1038/s41586 - 020 - 2814 - 7(2021年1月访问)
17. 世界卫生组织关于疫苗临床评估的指南:监管的期望。2016年。可以在https://www.who.int/biologicals/BS2287_Clinical_guidelines_final_LINE_NOs_20_July_2016.pdf(2021年1月访问)
18. Jeyanathan M,等。免疫因素COVID-19疫苗策略。Nat Immunol牧师。2020;20:615 - 632 (2020)。可以在https://doi.org/10.1038/s41577 - 020 - 00434 - 6(2021年1月访问)
19. 免疫学的英国社会。病毒的免疫反应。可以在https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/immune-responses-viruses(2021年1月访问)
20. 麦克马汉C, et al。相关的防范SARS-CoV-2恒河猴。自然。2020年。可以在https://doi.org/10.1038/s41586 - 020 - 03041 - 6(2021年1月访问)
21. 肯尼迪哒,读房颤。为什么耐药性容易进化但疫苗抵抗不?箴R Soc B。2017:284;4。可以在https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.3715228(2021年1月访问)
22. 吴K,等人信使rna - 1273疫苗诱导中和抗体穗突变体从全球SARS-CoV-2变体。bioRxiv。2021年。可以在https://doi.org/10.1101/2021.01.25.427948(2021年2月访问)
23. 习X, et al。中和SARS-CoV-2高峰69/70删除E484K, N501Y变异BNT162b2疫苗诱导血清。BioRxiv。2021年。可以在https://doi.org/10.1101/2021.01.27.427998(2021年2月访问)
24. 关根身上T, et al。强大的T细胞免疫在恢复期的患者无症状或轻微COVID-19。细胞。2020;183:158 - 168
25. 明智的j . Covid-19:新冠状病毒变异是在英国。BMJ。2020;371:m4857。可以在https://doi.org/10.1136/bmj.m4857(2021年2月访问)
26. 科恩女士单克隆抗体破坏早期Covid-19感染的进展。郑传经地中海J。2021;384:289 - 291
27. 欧洲杯微信买球阿斯利康。第三阶段的双盲,安慰剂对照研究AZD7442 COVID-19暴露后预防的成年人(风暴追逐者)。ClinicalTrials.gov网站。可以在https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04625972(2021年2月访问)

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