当地时间5月20日,美国疾控中心发布新冠肺炎疫情周报。具有超强免疫逃逸能力的新奥米克隆突变株BA.2.12.1已占美国新增病例的47.5%。两个月前BA.2.12.1的占比是1.5%,60天内占比增长了30倍。
美国从去年冬天到今年春天刚刚经历了奥米克隆疫情海啸。前半段是BA.1,后半段是BA.2,但大量人群的感染,疫苗接种带来的高免疫水平,依然阻挡不了BA.2.12.1再次兴风作浪。因为BA.2.12.1刺突蛋白的突变使其具有超强的免疫逃逸能力。
BA.2.12.1刺突蛋白L452的突变是一个刺突蛋白突变位点,在Omicron BA.1和BA.2后代中没有发现,但为Delta突变体所拥有。这意味着在强正选择的压力下,Omicron突变体在刺突蛋白基因上与Delta株具有趋同进化。刺突蛋白的变异特别值得注意,因为刺突蛋白在新冠肺炎进入人体细胞中起着关键作用:刺突蛋白可以与人体细胞的ACE2受体结合,并穿过细胞膜侵入,这是打开细胞大门的“钥匙”,也是mRNA疫苗和抗体药物设计的主要靶点。
BA.2.12.1免疫逃逸能力强。根据俄亥俄大学的最新研究,对从BA.1和BA.2感染中恢复的人和接种了两三剂mRNA疫苗的人的血清中的中和抗体进行了测试,发现BA.2.12.1比奥米克隆中传播最广泛的亚变异体BA.1和BA.2具有更强的抵抗力。除了免疫逃逸能力,研究表明BA.2.12.1的刺突蛋白具有更强的传染性、加工能力和细胞融合能力。
在BA.2.12.1的推动下,美国的新冠肺炎病例数量正在飙升。疾控中心周报显示,美国每天新增病例数比一周前增加了18.8%,核酸阳性检出率增加了23.2%,每天新收治病人数增加了24.2%。
具体来看,截至2022年5月18日,当前每天新增病例的7天移动平均值为10.11万例,而之前的7天移动平均值为8.51万例。截至2022年5月18日,美国共报告新冠肺炎病例82820565例。核酸阳性检出率为10.6%,一周前为8.6%。每天新入院病人的7天移动平均数为3250人,而一周前为2629人。
疾控中心最新监测数据显示,变异菌株BA.2.12.1在纽约和新泽西已占73.1%。在美国,变异菌株BA.2.12.1已经占据了比例,与一周前的42.6%相比飙升了11.5%。目前没有证据表明BA.2.12.1能引起比原奥米克隆株更严重的症状。
此前一般认为奥米克隆毒力较弱。然而,HKU大学和哈佛大学的两个团队最近的研究表明,在感染的早期阶段,在没有接种疫苗的情况下,奥米克隆菌株面临着与原始新冠肺炎菌株相似的死亡风险。
延伸阅读:BA.2.12.1刺突蛋白上的L452Q突变阅读:BA.2.12.1刺突蛋白上的L452Q突变
根据系统进化树分析,BA.2.12.1的出现时间应为2021年底至2022年初,在美国出现的概率较大。截至4月,全球上传的BA.2.12.1序列中,97%来自美国。
要了解BA.2.12.1中L452Q的出现意味着什么,首先要了解刺突蛋白。刺突蛋白是新冠肺炎与人类细胞受体结合并进入宿主细胞的重要结构。因为刺突蛋白也是中和抗体和T细胞的作用对象,所以刺突蛋白承受着巨大的正选择压力,频繁发生变异。
刺突蛋白由1273个氨基酸位点组成,中间681个位点将其分为S1和S2亚基。S1亚基由N端结构域和受体结合结构域(RBD)组成,而S2亚基由融合肽(FP)、内部融合肽(IFP)和两个七肽重复区组成。
新冠肺炎颗粒通过刺突蛋白S1亚基的RBD结构域与ACE2受体结合,然后锚定在人体细胞上。2(跨膜蛋白酶丝氨酸2 (TMPRSS2)能激活新冠肺炎侵入细胞。在TMPRSS2的作用下,S1亚基被切割,暴露出S2亚基中的FP,启动膜融合,进而将病毒释放到宿主细胞中。随后,病毒ssRNA附着在核糖体上进行复制和蛋白质翻译,并被进一步加工包装成新病毒。释放后造成感染扩散,宿主细胞受损,激活免疫系统。
考虑到受体结构域(RBD,319-537)是刺突蛋白与ACE2受体结合的区域,该部分的突变可能影响免疫逃逸能力和受体亲和力,因此该部分的突变尤其受到病毒学家的关注。位点42位于受体结构域(RBD)。
如果452指的是刺突蛋白的位置,那么字母L和Q指的是对应的氨基酸。蛋白质由20种氨基酸组成,其中L指突变前的亮氨酸,R代表突变后的谷氨酰胺。L452Q的完整含义是刺突蛋白位点452的亮氨酸突变为谷氨酰胺。
奥米克隆席卷全球的浪潮可以分为两部分:前期BA.1占优,之后BA.2迅速取代前者。病毒学家Stegger等人的研究发现,BA.2可以再次感染最近从BA.1感染中恢复的患者,因为BA.2有几个关键突变,使其不同于BA.1谱系,包括T191、L24S、A25/27、V213G、T376A和R408S,这些关键突变导致全球新冠肺炎感染率飙升。