感染

李兰娟团队最新研究,新冠病毒在时刻突变,复制和感染能力显著变化,并导致患者病情差异

作者:佚名 来源:MedSci梅斯 日期:2020-11-05
导读

         目前,新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的全球大流行,已累积感染超过4800万人,导致了超过120人死亡,而且,这一数字仍在快速增加中,随着北半球冬季的到来,疫情二次爆发也随之而来。 超过一半的新冠感染者是无症状的,但他们仍然可以传播病毒感染他人,这导致新冠肺炎的预防极具挑战性。因此,迫切需要开发针对新冠病毒的有效疫苗和基于抗体的疗法。根据世界卫生组织(WHO)的报告,目前有40种候选疫苗

关键字:  新冠病毒 

        目前,新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的全球大流行,已累积感染超过4800万人,导致了超过120人死亡,而且,这一数字仍在快速增加中,随着北半球冬季的到来,疫情二次爆发也随之而来。

        超过一半的新冠感染者是无症状的,但他们仍然可以传播病毒感染他人,这导致新冠肺炎的预防极具挑战性。因此,迫切需要开发针对新冠病毒的有效疫苗和基于抗体的疗法。根据世界卫生组织(WHO)的报告,目前有40种候选疫苗正在进行临床评估,有151种候选疫苗在临床前开发中(统计时间截至10月1日)。

        自2019年冬天新冠疫情出现以来,新冠病毒以稳定速率持续突变之中,例如,现在在欧洲暴发的主要就是新冠病毒的D614G突变型。

        尽管我们知道新冠病毒在持续突变之中,但还有一个关键问题我们并不清楚:这些突变是否会对新冠病毒的复制能力和感染能力产生实质性影响?

        因此,详细监视和研究这些自然发生的新冠病毒突变,对于了解新冠病毒至关重要,并且有助于我们针对性开发新冠治疗药物和疫苗。

        2020年10月29日,李兰娟院士团队等在 Cell Discovery 杂志发表了题为:Patient-derived SARS-CoV-2 mutations impact viral replication dynamics and infectivity in vitro and with clinical implications in vivo 的研究论文。

        李兰娟院士团队从浙江大学附属医院收治的新冠患者中鉴定到11个SARS-CoV-2病毒株,发现鉴定出的突变会直接影响新冠病毒的滴度和感染能力,差异最多可达1500倍。

        该研究提供了直接证据,表明新冠病毒的自然突变会严重影响病毒的复制和感染能力,并影响感染者的病情严重性。

        这11个突变病毒株来自中国新冠疫情早期的11名患者(2020年1月22日--2020年2月4日)。这11名患者中,有5人在武汉工作或去过武汉,有5人与居住在武汉的人有密切接触,剩余的1人是接触了其他新冠患者。

        根据他们的流行病学历史,这11位患者是第一代和第二代新冠患者。他们的年龄为4个月至71岁。除一位患者外,其余10位患者均出现中度或更严重的症状,幸运的是,这11位患者目前均已康复。

        下图为这11个突变病毒株的突变情况。

        分离并鉴定的11个新冠突变病毒株及其突变情况

        接下来,研究团队检测了这些分离出来的突变病毒株在Vero细胞中的复制能力,检测结果表明,感染Vero细胞时,不同的病毒株在复制能力上表现出显着变化。

        之前的研究已经确定新冠病毒能够感染人类的肺、肝脏和肾脏,研究团队选择了人肺癌细胞Calu-3,人肝癌细胞Huh-7和人肾癌细胞293T,以检测这些不同毒株在人类细胞中的复制能力是否有差异。检测结果发现,在人肺癌细胞Calu-3中,感染24小时时,毒株ZJU-2和毒株ZJU-10之间滴度的差异达到了惊人的1500倍。而在人肝癌细胞Huh-7中,毒株ZJU-8和毒株ZJU-10之间的滴度差异也高达140倍。而在人肾癌细胞293T中,这些新冠病毒株无法有效复制。这些结果表明,在人类细胞中,这些不同新冠病毒株的复制能力有显着差异。

        接下来,研究团队发现这些不同新冠病毒株对人类细胞的感染能力有所不同。

        这些研究表明,从不同患者体内分离到的具有不同突变的新冠病毒株,在感染人类细胞后,不仅病毒的复制能力有明显差异,感染人类细胞的能力也有明显差异。

        更重要的是,这些不同新冠病毒突变株对患者的临床症状有何影响呢?

        为了探讨新冠病毒突变株的临床意义,研究团队检测并记录了这11名患者的57种临床检查指标,结果发现,ZJU-10患者除了血小板外,其他相关指标均显着高于正常范围,而突变株ZJU-10具有更高的滴度和感染能力,因此,具有高复制能力和感染能力的新冠病毒突变株会直接影响患者的临床状况。

        总的来说,研究团队从早期新冠患者中分离并鉴定了11个突变株,共发现了46个不同突变,其中21个是非共有突变。其中突变株ZJU-10具有较高复制和感染能力,也直接影响了患者的临床状况。

        此外,该研究还发现,不同新冠突变株的滴度变化与患者的凝血功能呈正相关,而与红细胞功能呈负相关。据统计,至少1/3的新冠患者出现了严重的血液凝结问题,新冠患者的肺部也发现了明显的血管损伤和微血凝块。而新冠病毒进入细胞的受体ACE2蛋白在血管的表达量很高,因此,新冠病毒可能是直接攻击患者血管,从而引起血液凝结。

        抗血凝治疗已经被证明可有效延长新冠患者的中位生存时间,因此,研究团队推测,复制能力更强的新冠突变毒株会对血管造成更大损伤,损害红细胞功能,并诱发患者发生更严重的凝血现象,从而导致更严重的临床后果。

        原始出处:

        Hangping Yao, Xiangyun Lu, Qiong Chen, et al.Patient-derived SARS-CoV-2 mutations impact viral replication dynamics and infectivity in vitro and with clinical implications in vivo.Cell Discovery volume 6, Article number: 76 (2020) .Published: 29 October 2020.

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