近日,國內外多家媒體報道,美國波士頓大學的研究人員將奧密克戎(Omicron)與新冠病毒原始毒株結合,創造了一種新型新冠病毒,能夠殺死80%感染小鼠。
這一新聞在全球范圍內引發廣泛爭議,隨後,波士頓大學做出回應,表示這些報道是“虛假和不準確的”,首先,這項研究並非功能增益研究,也就是並沒有放大新冠原始毒株的危險性,實際上是降低了病毒復制的危險性。其次,這些報道歪曲了這項研究的目的,這項研究是為了確定新冠病毒的傳播性和致病性的主要決定因素,從而開發更好、更有針對性的治療方法,以對抗新冠疫情。
實際上,波士頓大學的這項研究於2022年10月14日在預印本網站bioRxiv發表,論文題為:Role of spike in the pathogenic and antigenic behavior of SARS-CoV-2 BA.1 Omicron。
論文作者來自波士頓大學國家新興傳染病實驗室(NEIDL)的 MohsanSaeed團隊。我們通過這篇論文看一看這項研究到底做了什麼。
波士頓大學國家新興傳染病實驗室(NEIDL)一直致力於研究新冠病毒原始毒株和現在的主要流行株奧密克戎(Omicron)。相比原始毒株,奧密克戎的刺突蛋白(Spike蛋白,S蛋白)具有大量變異,具有很強的傳染性,更易對疫苗逃逸,但致病性大大降低,絕大多數人感染奧密克戎後表現為無癥狀或隻有輕微癥狀,不太可能導致嚴重疾病。
因此,研究團隊想搞清楚,具體是新冠病毒的哪些部分決定了其傳染性和致病性。
研究團隊將奧密克戎和原始毒株結合,具體來說,是將奧密克戎的S基因插入原始毒株基因組中,從而產生了表面具有奧密克戎S蛋白的奧密克戎-原始毒株重組嵌合毒株(Omi-S)。並將這一重組嵌合毒株與奧密克戎進行比較。
實驗結果顯示,攜帶奧密克戎S蛋白的新毒株能夠強有力地逃脫疫苗誘導的體液免疫(中和抗體),這主要是由於其受體結合基序(RBM)的突變。
在K18-hACE2小鼠中,奧密克戎會引起輕微的、非致命的感染,攜帶OmicronS蛋白的新毒株會造成嚴重疾病,感染後小鼠死亡率高達80%,而原始毒株感染後,小鼠死亡率為100%。
這些實驗結果表明,奧密克戎對疫苗的逃逸是由其刺突蛋白(S蛋白)中的突變決定的,而其致病性則主要決定於S蛋白以外的因素。研究團隊表示,識別這些蛋白質將有助於更好地診斷和治療新冠病毒感染。
總的來說,這項研究為奧密克戎的致病性提供了重要見解,這項研究發現,奧密克戎中出現最多突變的S蛋白在致病性減弱方面發揮了一些而非主要作用,在體外感染實驗中,攜帶奧密克戎S蛋白的新毒株比奧密克戎具有更高的復制效率。而在K18-hACE2小鼠中,攜帶奧密克戎S蛋白的新毒株導致80%小鼠死亡,這與奧密克戎的非致死性形成鮮明對比,但又低於原始毒株對小鼠的100%致死率。這說明S蛋白之外的其他突變是奧密克戎致病性減弱的主要決定因素。
這項研究還表明,奧密克戎的S蛋白中的受體結合基序(RBM)突變是病毒逃逸疫苗誘導的體液免疫(中和抗體)的主要決定因素。研究團隊還在RBM中發現了兩個突變熱點區域,一個區域是E484A突變,另一個區域包括了Q493R、G496S、Q498R、N501Y和Y505H。它們賦予了奧密克戎逃逸中和抗體作用的能力。
波士頓大學表示,這項研究得到了由科學家和當地社區成員組成的機構生物安全委員會(Institutional Biosafety Committee)的審查和批準,波士頓公共衛生委員會也批準了這項研究。
波士頓大學還表示,這項研究將帶來更好的、有針對性的新冠病毒治療幹預方式,幫助對抗未來的流行病,從而為公眾帶來利益。
華中科技大學生命倫理學研究中心執行主任、WHO COVID-19倫理與治理專家組成員雷瑞鵬教授對《生物世界》表示,波士頓大學做的這一類非功能增益的合成病毒研究在科學上有必要性,但需要規范流程,嚴格審批和監管,以防范潛在的生物安全風險。
參考資料
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.13.512134v1
https://www.nbcboston.com/news/local/boston-university-pushes-back-on-claims-of-new-deadly-covid-strain/2865815/