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新型冠状病毒与HIV进化模式异同

已有 1616 次阅读 2021-10-27 09:43 |系统分类:科研笔记

 

新冠肺炎疫情仍在全球范围内肆虐。截至20218月底,已造成2亿多人感染,400多万人死亡。在疫情发生后,多种类型的新冠肺炎疫苗被研发并投入使用,但人们仍对持续变异的新冠病毒表示担忧。目前,世界卫生组织将变异的新冠病毒分为4种类型:值得高度关注变异株(Variant of high concernVOHC);值得关注变异株(Variant of concernVOC),包括AlphaB.1.1.7)、BetaB.1.351)、GammaP.1)、DeltaB.1.617.2);待观察变异株(Variant of interestVOI),包括EtaB.1.525)、LotaB.1.526)、KappaB.1.617.1)、LambdaC.37);需要进一步观察株(Variant under investigationVUI)。这些变异株,尤其是最近备受关注的德尔塔变异株,呈现出传播力强、载毒量高、存在免疫逃逸的可能等特点,对现行的疫苗接种推广带来挑战并持续加剧医疗系统的负担。202163日,Cell Host Microbe在线发表了一篇题为“HIV-1 and SARS-CoV-2: Patterns in the Evolution of Two Pandemic Pathogens”的文章[1],详细阐述了人类免疫缺陷病毒 1 型(HIV-1)和严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 型(SARS-CoV-2)两种病毒进化模式的相似之处和差异所在。

目前,HIV主要包括HIV-1HIV-2两种基因型,其中HIV-1广泛分布于世界各地,是引起全球艾滋病流行的主要毒株。HIV-1型毒株又可以分为MONP四个组,其中M组为全球主要流行株,另外三种比较少见。在M组中,进一步细分为9种以上不同HIV-1亚型,包括ABCDFGHJ、以及流行重组株(Circulating recombinant forms, CRF)等。比较2000-2005年和2015-2020年两个观察周期内HIV亚型的全球分布发现,C亚型在南部非洲和印度占据主导地位,西半球主要是B亚型流行,而C亚型在北美近年来才开始流行;A亚型的A6子系仍然是俄罗斯和前苏联国家最常见的毒株;AG重组的CRF02继续在西非和中非占主导地位

是不是发现新冠病毒的变异株和HIV的分类一样复杂?其实,新冠病毒在2020年疫情暴发之初就与HIV结下了渊源。首先是131bioRxiv发表了印度的一篇预印本文章,声称新冠病毒部分片段与艾滋病毒有惊人的相似性,但该文在第三天就被作者迅速撤回。其次,我国临床专家在2020年疫情暴发初期发现,部分艾滋病抗病毒药物在新冠肺炎临床救治上取得一定疗效,国家卫生健康委颁布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第三版)》中指出,用于艾滋病治疗的药物克立芝可试用于新型冠状病毒的抗病毒治疗[3]。另外,科学家们在新冠肺炎患者的临床研究中发现,新冠病毒能像艾滋病毒一样造成感染者免疫缺陷,部分患者T细胞和B细胞处于不活跃状态。美国Whitehead生物研究所的科学家在PNAS杂志上发表论文[2]证明,新冠病毒RNA可以像艾滋病毒一样被逆转录并整合到人类细胞DNA中。

因此,同为RNA病毒的新冠病毒和艾滋病毒在进化模式上具有惊人的相似之处,他们都使用单核苷酸突变、多碱基插入、缺失、重组和表面聚糖的变异进行进化,在免疫压力下进化选择,并且具有在关键表位区域发生突变的循环变异株,这些变异株赋予对中和抗体的相对抗性。尤其是发生刺突蛋白Spike上的突变,使新冠病毒感染性明显增强。

总之,参考HIV-1在全球范围内的监测和进化分析成果,以及临床抗病毒治疗药物的使用,可以为新冠病毒的遗传变异研究、疫苗研发、临床治疗提供帮助。

值得庆幸的是,目前的监测表明,新冠病毒的变异速度较慢。将来,我们也可以借助成熟的流感病毒监测网络开展新冠病毒监测。

 

参考文献

  1. Fischer W, Giorgi EE, Chakraborty S, Nguyen K, Bhattacharya T, Theiler J, et al. HIV-1 and SARS-CoV-2: Patterns in the evolution of two pandemic pathogens. Cell Host Microbe 2021;29(7):1093-1110. doi: 10.1016/j.chom.2021.05.012.

  2. Zhang L, Richards A, Barrasa MI, Hughes SH, Young RA, Jaenisch R. Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues. Proc Natl Acad Sci U S A 2021;118(21):e2105968118. doi: 10.1073/pnas.2105968118.

  3. 上海公共卫生临床中心:抗艾滋药物对新冠肺炎治疗有效。https://www.guancha.cn/politics/2020_01_25_533031.shtml

刘满清 武汉疾病预防控制中心

《医学研究与发表》https://www.xiahepublishing.com/2475-7543/MRP-2021-132

 




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