研究揭示SARS-CoV-2英国突变株B.1.1.7在美国境内的起源与传播规律
2021-04-02 20:28:38   来源：   作者：  评论：0 点击：

关键字： SARS-CoV-2 | B.1.1.7
自COVID-19疫情发生至今，已经有多种新型的变异毒株被发现，它们表现出比原始毒株更强的传播力度。其中，一种名为 “501 Y. V1; B.1.1.7” 的毒株携带N501Y突变，该毒株最早于2020年秋季在英国境内出现，之后传播至多个欧洲国家。无独有偶，南非以及巴西境内也鉴定出带有N501Y突变的变异毒株，分别为 “501Y.V2; B.1.351” 以及 “501Y.V3; P.1” 。然而，来自英国境内的B.1.1.7变异毒株刺突蛋白同时存在其它一些突变标志，其中包括69-70，144位点的氨基酸缺失以及A570D, P681H, T716I, S983A以及D1118H。
研究表明，B.1.1.7毒株具有比原始毒株更强的传播能力，其相比其它毒株的生长速率也要高40%-70%。虽然B.1.1.7毒株的确切源头至今仍然不清楚，但英国境内大规模的基因组学分析结果表明其更强的传播力与N501Y突变之间存在联系。
在最近发表于《Cell》杂志上的一项研究中，来自美国Scripps研究所的Kristian G. Andersen博士等人对B.1.1.7毒株在美国境内的流行趋势与传播动态特征进行了详尽的分析，希望能够对全球疫情的防控以及新型抗病毒疗法的开发提供思路。
由于69-70氨基酸缺失突变会导致在相关检测中呈现阴性结果(被称为S gene target failure，SGTF)，对此，研究者们对一年以来收集得到的患者样本进行了常规检测以及SGTF检测，试图寻找B.7.1.1突变毒株在美国境内的起源与流行趋势。
首先，作者对自2020年7月份以来收集到的SARS-CoV-2阳性样本(大约50万份)进行了SGTF分析，结果表明：2020年十月份上旬，SGTF的占比维持在较低水平，随着每天1.4%的SARS-CoV-2检测阳性率，SGTF的占比从2021年1月份的0.8%上升至二月中的10.6%。
为了进一步验证基于SGTF的分析结果，作者进行了更为详尽的测序分析。结果显示，在总共纳入测序分析的986份SGTF阳性样本中，有662份样品存在69-70位点的缺失突变，占比为67%。 此外，这些测序结果显示阳性的样本同时具备其它符合B.1.1.7的序列特征，其中包括144位点的氨基酸缺失以及A570D, P681H, T716I, S983A以及D1118H突变。然而这些样本序列中不存在B.1.351或P.1突变株的相关特征。
之后，作者比较了B.1.1. 7毒株与其它毒株在美国境内的传播速率。结果显示，B.1.1.7在全美境内的对数生长率为7.5%/天，以5.5天的间隔计算，转换之后的传播率为41%。 基于上述结果，作者认为如果B.1.1.7在美国境内继续保持上述传播速率，将在不久之后成为最主流的流行毒株。
为了探究B.1.1.7何时传入美国境内，作者将662份测序样本与292份境外测序样本合并进行贝叶斯运算。结果显示，大部分美国境内的B.1.1.7毒株序列可以分为两个类群，分别起源于加利福尼亚与佛罗里达。其中最早传入美国境内的毒株起源于加州，时间约为2020年12月1日。在接下来的几个月中又分别从佛州，佐治亚，宾州，纽约州等地相继传入。通过分析不同地区的B.1.1.7毒株数量与时间的关系，作者认为该毒株早在2020年底就已经在全美境内多地区扩散。