前言

2020年7月3日，Cell?雜志的一篇研究顯示29%的新冠病毒樣本都出現(xiàn)了D614G的變異，帶有該變異的病毒早已在歐洲及美洲傳播，并且感染細(xì)胞的能力較前增強，是否預(yù)示病毒傳播力增強和對尚未上市的疫苗造成失效風(fēng)險呢？特別是北京這次疫情反彈中發(fā)現(xiàn)的病毒株也有這個突變，后續(xù)會對我國疫情會造成什么樣的影響呢？

什么是D614G突變？

冠狀病毒廣泛的宿主性以及自身基因組的結(jié)構(gòu)特征使其在進化過程中易發(fā)生基因重組,呈現(xiàn)遺傳多樣性。D614G突變指的是新冠病毒的第614氨基酸位點 D（天冬氨酸）到 G（甘氨酸）的突變，位于S蛋白（圖1）。D614G突變的病毒株常伴有5'UTR中的C到T突變（相對于MN908947.3基因組的241位），3037位的C到T突變；在14408位的C到T突變。包含這4個遺傳連鎖突變的單倍型現(xiàn)已成為全球優(yōu)勢形式，根據(jù)GISAID數(shù)據(jù)庫公布的新冠病毒測序結(jié)果，發(fā)現(xiàn)攜帶該突變的病毒株主要歸類于G型、GR型和GH型。

圖1（圖片來源：左圖源自網(wǎng)絡(luò)；右圖源自Zhang L, Jackson C B, Mou H, et al. The D614G mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces S1 shedding and increases infectivity[J]. bioRxiv, 2020.）

為什么如此關(guān)注D614G突變病毒株？

截止到目前，根據(jù)GISAID數(shù)據(jù)庫上公布的所有新冠病毒基因組序列上一共發(fā)現(xiàn)了超過1萬個不同位點突變，但D614G引起了廣泛的關(guān)注。

1）傳播范圍、數(shù)量以及占比方面：今年3月份之前，攜帶有這個突變的各型病毒株還遠(yuǎn)沒有成為全球主流，僅占全球所公布的病毒株測序序列的不到10%。在歐洲最早發(fā)現(xiàn)后不斷擴散傳播到北美洲、大洋洲、南美洲以及亞洲，整個3月，這個數(shù)字猛增到了60-70%。截止到６月底已經(jīng)超過90%。因此，攜帶有這個突變的病毒株已經(jīng)成為了傳播的主要基因型（圖2）。

圖2（圖片來源：Korber B, Fischer W M, Gnanakaran S, et al. Tracking changes in SARS-CoV-2 Spike: evidence that D614G increases infectivity of the COVID-19 virus[J]. Cell, 2020.；Daniloski Z, Guo X, Sanjana N, et al. The D614G mutation in SARS-CoV-2 Spike increases transduction of multiple human cell types[J]. bioRxiv, 2020.）

2）潛在功能方面：D614G突變是一個錯譯突變（改變氨基酸的變異），而且該突變位于新冠病毒的刺突蛋白（spike protein，S蛋白）上（圖3），該蛋白是新冠病毒入侵人體細(xì)胞的核心武器，也是目前許多疫苗和療法所重點針對的目標(biāo)。因此，刺突蛋白上的突變更容易吸引眾多研究人員的注意—這些突變可能會改變刺突蛋白的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和活力，進而讓病毒更加容易入侵人體細(xì)胞。

圖3（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）

為何D614G脫穎而出，席卷全球？

攜帶D614G突變的病毒株在2月才首次被發(fā)現(xiàn)，但不是在全球范圍內(nèi)同時爆發(fā)出現(xiàn)，D614G變異早期出現(xiàn)在歐洲，當(dāng)時只占到全球新冠病毒測序序列的10%不到，然后才不斷擴散傳播到北美洲、大洋洲、南美洲以及亞洲，經(jīng)過4個多月的傳播，成為目前傳播的主要基因型。這一現(xiàn)象是因為該突變改變了刺突蛋白的活性，提高了病毒的“攻擊性”和“傳播性”，進而讓病毒更加容易入侵人體細(xì)胞么？

后續(xù)在該篇cell發(fā)表的文章中，同樣用體外感染實驗后計算病毒載量發(fā)現(xiàn)D614G突變體病毒載量更高。另外，多個團隊在人肺上皮細(xì)胞、hACE2細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)D614G突變的感染能力增強。

但Cell雜志同期發(fā)表的評論性文章指出，的確帶有D614G變異的新冠病毒在全球范圍內(nèi)成為了統(tǒng)治性傳播的病毒株，同時也給出了支持D614G變異病毒提升新冠病毒感染細(xì)胞能力細(xì)胞實驗結(jié)果。但D614G變異是否會增強新冠病毒感染人的能力和毒性，目前仍然不能確定，需要更多的臨床數(shù)據(jù)支撐。這些檢測沒有考慮其他病毒或宿主蛋白質(zhì)的影響，以及宿主和病原體之間相互作用等來支持感染和傳播。

G614出現(xiàn)頻率的增加是否必然與傳播性增加相關(guān)呢？不一定！還可能是與大流行的流行病學(xué)偶然性來解釋的。2月份以后，中國疫情得到控制，歐洲病例成為世界主流，3月份美國病例又成為主流，美國的絕大多數(shù)SARS-CoV-2世系來自歐洲。病毒分型是否能在一個地區(qū)建立起來，不僅與傳播有關(guān)，還與它們被引入的次數(shù)有關(guān)。

因此，中國在國內(nèi)防控穩(wěn)定之后，加強對于輸入的防控，在G614成為全球多數(shù)變種的這段時間里，以D614仍占主導(dǎo)地位的中國由于控制了輸入性病例的傳播，病毒引進數(shù)量在急劇下降。雖然這次北京疫情中發(fā)現(xiàn)了這個D614G突變株，但是由于采取了迅速果斷的防控措施，使得G614的病毒失去了在中國大幅度擴增的機會。同時，中國的抗疫工作取得了巨大的成果，導(dǎo)致D614病毒株在國內(nèi)傳播有效控制，在世界上的比例越來越小，D614G突變病毒株在歐洲和美洲傳播過程中沒有其他競爭對手，導(dǎo)致了一家獨大的現(xiàn)狀。

攜帶D614G突變的新冠病毒株“毒性”更強么？

Korber等在英國的COVID-19病例中發(fā)現(xiàn)感染G614突變體病毒的患者病毒RNA水平較高，但在住院結(jié)果上沒有發(fā)現(xiàn)差異。有學(xué)者提出D614G突變和疾病死亡率（case fatality rates）有強相關(guān)性，但仍停留在統(tǒng)計學(xué)的關(guān)聯(lián)分析。

首先，不能單用病毒RNA載量來衡量疾病嚴(yán)重程度，無癥狀感染者中也存在高滴度病毒，并且以上分析均為關(guān)聯(lián)統(tǒng)計學(xué)分析，無明確證據(jù)。同時，目前的證據(jù)提示，D614G對COVID-19的重要性低于其他風(fēng)險因素，如年齡或其他基礎(chǔ)疾病。因此，目前證據(jù)無法證實D614G突變病毒株的毒性更強。

D614G突變會影響現(xiàn)在的檢測、治療和疫苗研究么？

核酸檢測上目前推薦選用針對新型冠狀病毒的開放讀碼框1ab（open reading frame,ORF1ab）、核殼蛋白（nucleoprotein，N）基因區(qū)域的引物和探針。根據(jù)WHO指南，2019-nCoV引物和探針組設(shè)計中N3用于通用檢測SARS樣冠狀病毒，N1和N2用于特異性檢測SARS-CoV-2，因此D614G突變不影響病毒的核酸檢測。

刺突蛋白的受體結(jié)合區(qū)域(RBD)是目前許多疫苗和療法所重點針對的目標(biāo)，D614G并不位于RBD區(qū)域。同時，自然感染含有D614或G614的病毒產(chǎn)生的抗體可以交叉中和，因此目前來看，D614G突變不太可能對目前正在研制的疫苗的療效產(chǎn)生重大影響。

另外，目前沒有證據(jù)表明D614G突變會干擾治療策略，如設(shè)計破壞與ACE2的spike結(jié)合的單克隆抗體的藥物。然而，在我們更好地理解D614G在自然感染SARS-CoV-2中的作用之前，任何疫苗或治療設(shè)計都應(yīng)該考慮到該突變的存在和可能的影響。

在新冠病毒的突變中，D614G突變的病毒株由于其的傳播及潛在功能“脫穎而出”，然而病毒株持續(xù)在變異，目前尚無充分證據(jù)證明D614G突變的病毒株的感染性，毒性有加強，尚未觀測到對疫苗和檢測的重要影響，后續(xù)需要更多實驗驗證和監(jiān)測變異的現(xiàn)象。

撰寫：張怡，姜寧，張文宏

編輯: 張怡

審稿：張文宏

[1]?Tracking changes in SARS-CoV-2 Spike: evidence that D614G increases infectivity of the COVID-19 virus

[2] Rasmussen A L. Making sense of mutation: what D614G means for the COVID-19 pandemic remains unclear

[3] The D614G mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces S1 shedding and increases infectivity

[4]?The D614G mutation in SARS-CoV-2 Spike increases transduction of multiple human cell types

[5]?SARS‐CoV‐2 viral spike G614 mutation exhibits higher case fatality rate