追踪“超级突变”D614G

作者: 傅毓涛

来源: 赛先生

发布日期: 2020-08-19 19:06:11

文章详细介绍了新冠病毒D614G变异的发现、传播及其对疫苗效力的影响,并通过生物信息学手段追踪了该变异病毒在欧亚大陆的传播路径,分析了其在不同地区疫情中的角色。

8月16日,一则来自马来西亚的新闻让新冠病毒上的一个变异:D614G一下子声名鹊起。根据那则新闻,携带D614G变异的毒株传播速度可能比一般毒株快10倍,然而被新闻忽略的一点是,D614G病毒并不新鲜,在广大公众熟悉这个名称之前,它其实曾横扫欧洲大陆,还是北京的新发地疫情中的元凶。

目前的研究显示,这个突变可能会加快病毒传播速度,却对毒性影响不大,且该突变涉及到新冠病毒最外侧突起蛋白,因可能会改变与细胞受体或抗体而备受关注,好在最新研究表明,D614G对在研疫苗的中和效力影响不大。

2020年盛夏,原本该是奥运盛会如火如荼的日子里,现实世界里上演的却只有全人类对抗新冠病毒的竞赛。在率先走出隔离的中国,6月,北京新发地市场见证了病毒的回马枪。继而风波不断的香港在7月初开始了新一波疫情,新疆乌鲁木齐和辽宁大连也先后在7月中下旬出现本地病例,一时间让人不禁又绷紧了心弦。

前度刘郎今又来,好在这回种桃道士准备好了应对之道,不象在武汉那时手足无措了。

追踪病毒来源的最有效手段莫过于全基因组测序。在世界范围内快速共享新冠病毒测序数据早已成为全体研究者的共识,目前规模最大的平台是GISAID。GISAID建立于2008年,全称为Global Initiative on Sharing All Influenza Data,从中可以看出,该平台是专注于流感研究的。

GISAID的新冠病毒数据库虽然今年才登场,至今已经收录了近8万条新冠全基因组序列,开放给公众经简单注册后即可免费访问。从中,我们可以很快锁定这些与北京、香港、新疆和辽宁疫情相关的近期记录。

用以上序列直接在数据库中暴力搜索,寻找与全球哪里的样本最接近,这可能是大多数读者的第一反应。为了了解这一点,我们使用了GISAID自带的地理匹配功能,结果如下。各代表序列在GISAID中前10条最佳匹配样本的地理分布。数字代表该地区匹配样本数。

全球新冠病毒突变累计频率每日变化。来源:中国国家生物信息中心。让我们把目光拉回到当前样本的分析。除了直接序列匹配和汇总统计之外,专业研究者更擅长统筹全局的生物信息学方法,通过与参考基准比较识别基因组序列中的突变,辅以采样时间线索,构建系统发育树,从而更精细地确定各样本间的传承关系。另一个新冠病毒序列分析网站Nextstrain就是这一思路的代表。

进入8月,北京西城的唐大爷已经回到了正常生活,新发地病例业已清零。辽宁和新疆的疫情正在走向尾声,香港每日新增病例数也开始掉头向下。2020年剩余的日子里,愿山河无恙,新冠病毒相关话题热度不再,也祝各位读者消夏有方。

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