如何看待英国发现新冠病毒传播速度更快的新变种？ 第1页

英国发现新变异的新冠病毒“N501Y”毒株

英国发现新型变异新冠毒株

该突变株最早在英国发现，和原始毒株相比，B.1.1.7.变种新冠病毒株的传播能力要强70%。这意味着，病毒的Rt值会提高0.7左右。新冠病毒原始毒株的R0值是3-3.5之间，那么这种突变会使得R0值大于5。

最受科学家们关注的基因突变包括在新冠病毒刺突蛋白（S protein）的受体结合域（RBD）上出现的N501Y突变。此前的动物研究显示，这一突变可以增强刺突蛋白与其受体ACE2的结合能力，从而可能提高病毒的感染能力。另一个名为P681H的突变出现在刺突蛋白的furin切割位点。在动物模型中的研究显示furin切割位点可能帮助病毒进入呼吸道的上皮细胞。

N501Y突变可能会提高病毒与人体细胞表面ACE2受体的亲和力，增强新冠病毒的传染力。科学家推测英国出现的突变株传染性提高70%，可能与N501Y突变有关。小鼠模型实验已经证实N501Y突变能够增强病毒与小鼠ACE2的亲和力。N501Y突变在不同地区增加迅速（图1）。

这一突变尤其受到研究人员的关注，因为它位于刺突蛋白的抗体结合域（RBD）。RBD是刺突蛋白与人体细胞上的ACE2受体结合，介导新冠病毒进入细胞的关键蛋白域。N501Y基因突变可以提高RBD与ACE2受体的结合能力。

新冠病毒的刺突蛋白（S protein）的受体结合域（RBD）上出现N501Y突变，有研究表明，它使新冠病毒更容易与人的受体ACE2结合，从而使其具备加快新冠病毒传播的潜力。

英国新冠变异毒株中发现17种突变，系今年9月首次出现

据英国《每日邮报》16日报道，英国新冠病毒基因组学联合会(COVID-19 Genomics UK Consortium，简称COG)的科学家称，他们在英国传播的新型变异新冠病毒的刺突蛋白中发现了多达17个突变，这个数量是非常惊人的。

12月20日发布的数据，新变体在样本中的比例在快速增加，VUI-202012/01病毒在第47周（11月15日-11月22日）已经超过了基因检测样本总数的10%。

已经发现的可怕之处

- 传播速度更快

华盛顿邮报援引Boris Johnson在公告中指出的，这一毒株的传播速度可能比之前的毒株高达70%。从疫情开始就一直追踪病毒进化的英国爱丁堡大学教授Andrew Rambaut等昨天在上传了对这一新突变株序列的分析（图3），指出这个新毒株有23个特殊突变，被命名为B.1.1.7亚型。

传播速度快的原因被确认：

1. RBD上6个关键的交界面氨基酸与ACE2结合；2. 它具有Furin蛋白酶切割位点。

这一新毒株在RBD的6个关键交界面氨基酸中，发生一个突变N501Y（图4）；而Furin切割位点毗邻位置发生了P681H突变。Furin蛋白酶切割位点对SARS-CoV-2的结合宿主细胞能力影响巨大，Furin切割后的S蛋白稳定性降低，因而暴露出开放结构域，从而使S蛋白与人ACE2受体结合亲和力提高了1000倍。因此，在Furin蛋白酶切割位点附近的突变可能会对病毒的结合能力和传染力产生显著影响。

三个关键位点的突变

这一新的变异主要是新冠病毒S蛋白受体结合区域（RBD）中的关键氨基酸突变N501Y。已有研究表明，这使得新冠病毒更容易与人的受体ACE2结合，从而使其具备加快新冠病毒传播的潜力根据其突变特征，在系统发育树中被划分为一个新的支系 B.1.1.7。

在B.1.1.7谱系S蛋白的突变中，最值得注意的突变位点是RBD（受体结合区域）中的关键氨基酸突变N501Y，这个位点尤其重要。

另一个值得关注的突变位点是N端结构域（NTD）中的H69和V70缺失突变（69-70del），这一变体最早在7月份出现，英国、荷兰、澳大利亚也均出现过，后来在丹麦的水貂中频繁出现而引起广泛关注，其中在水貂中常伴随Y453F共同出现，而在人类中则常伴随N439K共同出现。有研究表明，69-70del突变会逃逸一些单克隆抗体的中和作用，也可能会降低部分血清的中和敏感性。

20B/501Y.V1的突变位点很多，至少有14个氨基酸，目前认为该分支上的氨基酸突变主要是6个同义突变、14个非同义突变和3个缺失突变。相比之下，其他SARS-CoV-2分支的突变相对较少，一般为数个，且突变随着时间的推移以基本恒定的速度积累（约为每月1-2次突变），从演化上来看，20B/501Y.V1也与根部的距离较远。

其中S蛋白的三个突变位点需要引起关注，N501Y已在多项研究中证明可以增加ACE2的结合性，但并没有逃逸血清的中和能力，也没有证据显示对致病性有影响；69-70del近期在水貂中频繁出现，可能对免疫逃逸具有一定贡献，但还需更多研究；P681H紧邻Furin位点，该位点据推测，可能也会对功能有有定影响，不过尚未得到确定的描述。

S蛋白中的P681H突变可能也对病毒特征有潜在影响，这一位点紧邻S蛋白的S1/S2 Furin裂解位点，Furin裂解位点对新冠病毒感染宿主细胞至关重要，所以推测P681H对新冠病毒的感染性也可能有所影响，但目前还没有明确的实验证据。

英国突变位点之多创历史

爱丁堡大学的Andrew Rambaut上传的序列中，指出这个新毒株有23个特殊的突变，这是首次发现在一个毒株上出现如此多的变异。序列显示B.1.1.7亚型是在广泛流行的D614G突变株基础上发生突变。其中有8个突变发生在刺突蛋白Spike上，包含69-70缺失、145缺失及N501Y、A570D、D614G、P681H、T716I、S982A、D1118H突变；其次ORF8和ORF1ab也有多个位点发生突变。

关于N501Y突变

据《Cell》报道，刺突蛋白是新冠病毒表面与人体细胞ACE2受体结合的部位，而刺突蛋白Q493、Q498和N501位点突变会提高病毒与人体细胞表面ACE2受体的亲和力，增强新冠病毒的传染力。因此科学家推测英国出现的突变株传染性提高70%，极有可能与N501Y突变有关。 在刺突蛋白的受体结合域RBD有6个关键的受体接触残基，而N501正是其中之一。

在小鼠模型中，通过实验已经证实N501Y能够增强病毒与人和小鼠ACE的结合亲和力。 近日也有报道南非出现新的病毒突变体，同样发现存在N501Y突变。南非卫生部门发现，该突变体在刺突蛋白的受体结合域存在3个位点突变：K417N、E484K和N501Y。其中E484K和N501Y属于受体结合基序，是与人ACE2受体形成结合的主要位点。

参考资料：