近日,中国医学科学院深圳传染性疾病防控研究中心、深圳市疾病预防控制中心、中国医学科学院病原生物学研究所和中科院北京基因组研究所(国家生物信息中心)的研究人员任丽丽、李明锟、冯铁建和王健伟在Emerging Microbes & Infections在线发表论文,首次揭示混合感染不同突变株的新冠肺炎患者体内发生了不同突变株间的基因重组事件。
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https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/22221751.2022.2032375
新冠病毒的基因组具有重组热点,在病毒频繁发生突变过程中,新冠病毒的基因重组事件一直受到广泛关注。英国和南非等地曾报道存在出现疑似基因重组的突变株,但其判断依据仅通过基因组的相似性分析和基于概率的推断。尚缺乏人体内不同病毒突变株基因之间发生重组的证据。
2021年6月,深圳发生一次由入境的新冠病毒感染病例引起的飞机上人群暴露导致的疫情。研究人员对该次疫情事件进行回顾性分析,对感染病例呼吸道样本进行深度测序研究时,发现一例患者体内同时存在德尔塔(Delta)株和贝塔(Beta)株的突变特征。该名患者搭乘由南非约翰内斯堡起飞的航班入境,在集中隔离时被确诊。测序结果显示,患者感染的毒株中,Delta毒株的基因组与该次疫情中其他病例感染的Delta毒株序列特征一致,而Beta株基因组与患者邻座乘客(Beta毒株感染确诊病例)感染的Beta株序列完全相同,判断该患者的共感染发生在入境之前,登机或是在航班飞行过程中。
对两种突变株突变频率的分析发现,患者体内的Beta株占比约为Delta株的十分之一,但在13个突变位点Beta基因组序列占据了主导。这13个位点位于orf1ab基因的上游和中间区域,以及Spike基因的5’端区域,呈现非随机分布,重组检测算法同样提示有重组事件的发生。研究人员继续在两周内对该患者进行了两次采样测序,依然观察到该例患者体内这两种突变毒株突变位点出现相似的频率,提示该名患者体内存在不同于Delta和Beta突变株并以「重组」形式存在的第三种新冠病毒基因型。
为了进一步验证重组事件的发生,研究人员针对orf1ab和Spike基因区域等三处频率异常的突变区域进行了克隆测序。所获得的基因片段上同时具有两种毒株特征突变位点,表明存在重组来源的病毒基因序列,说明该患者体内发生不同病毒突变株基因重组事件。由于患者体内的病毒载量一直维持在较低水平,研究人员未能通过单分子测序直接获得重组病毒株的全长基因组。
目前发现的新冠病毒主要变异株均是通过核苷酸位点变异产生,但如果不同毒株发生重组导致抗原转换将可能使病毒的传播力、致病性和抗原性发生更大改变,因此应高度关注新冠病毒的重组变异。以德尔塔株和奥密克戎株为主的多种突变株在全球范围内同时流行,加大了不同病毒突变株发生基因重组的风险。全球应加强多种突变株共同流行时空的病毒基因组突变特征监测,及时发现可能的重组突变株,极早确认其特征,为疫情防控提供支撑。
本文完
排版:Jerry