奥密克戎毒株为何传播如此迅速?
文章图片
文章图片
专家称 , 奥密克戎冠状病毒变体可能是人类历史上传播最快的病毒 。 以麻疹病毒为对比 , 麻疹病毒作为易感病毒中的佼佼者 , 或能在12天内感染15个人 , 而奥密克戎从人到人的跳转能达到单个病例在4天内感染6个人 , 8天内变成36个人 , 12天内216个人 。 据此计算 , 奥密克戎将感染多达40%的美国人口 , 远远超过每个季节因流感而患病的8%的数字 。 当阿尔法变体在2020年11月被发现时 , 科学家们对于病毒的那些突变对其行为的影响知之甚少 。 现在 , 研究人员已经能够将奥密克戎的50个左右的突变中的一些与它迅速扩散的机制联系起来 。
奥密克戎 , 包括它的BA.2亚变种 , 承载的突变是其他变种的两倍 。 奥密克戎在其刺突蛋白上有13个突变 , 这些变化赋予了它新异而惊人的能力 。 如果德尔塔变体是绿巨人 , 那么奥密克戎就是闪电侠——蒙面行事 , 传播极速 。 科学家们重点关注了四个变化 , 其中三个可能帮助病毒逃避人类的免疫系统 , 而第四个则可能导致病毒感染的后果更温和 。
奥密克戎披上了伪装 。 为什么奥密克戎能如此迅猛地传播 , 众多证据指向了一种解释:在所有变体中 , 奥密克戎变体具有无可比拟的躲避免疫系统的能力 。
在冠状病毒的感染过程中 , 其刺突蛋白顶部的一群拳头状氨基酸结构(即受体结合域(RBD))会结合人体细胞的膜蛋白:即ACE2受体 , 而人体的免疫系统则会通过产生抗体并像魔术贴一样粘在上面 , 使其不再能与ACE2结合 。
在奥密克戎之前的变体中 , RBD上只有1-3个氨基酸发生了突变 , 但奥密克戎变体中隐匿有15个RBD突变 , 而且很多是在主要抗体结合位点上 , 对病毒形成了精心的伪装 , 以躲避更多的抗体攻击 。 这就好像病毒已经穿戴齐整:戴上了神奇面具 , 彻底改头换面 。
华盛顿大学的生物化学家马修·麦卡勒姆(Matthew McCallum)说:“太多的突变和太多的新突变 。 ” 在最近发表在Science期刊上的一项分析中展示了这种戏剧性的转变的结果:目前已批准8个冠状病毒中和抗体中 , 1/8仍然能与受体结合区结合 。
更深入的研究指出 , 正是RBD区域的突变和在n-端区域的突变 , 使病毒能逃脱免疫系统产生的抗体的作用 。 奥密克戎瞒天过海的伪装 , 使其得以闪电般的速度传播 。
奥密克戎在刺突蛋白的两个重要区域(红色区域)有许多氨基酸突变(红球):受体结合区和N-端区域 。
它愈发稳定 。 当奥密克戎彻底改变其刺突以躲避免疫系统攻击时 , 这些变化也消除了刺突附着在ACE2上所需要的一些化学基团 。 但其他突变又进行了补偿 , 所以RBD区仍然能有效地与ACE2蛋白结合 。
但奥密克戎刺突蛋白显然变得更坚固了 。 在其他变体中 , 刺突蛋白内的两个亚基 , S1和S2 , 是松散连接的 。 这使得它们能够迅速分裂 , 这样当病毒遇到人类细胞时 , 刺突就可以将自己埋在人类细胞中 。 然而 , 这种精巧结构的缺点是 , 许多尖刺在接近细胞之前就过早地分裂了 。 一旦被分离出来 , 这些刺突就不能再帮助病毒附着了 。
在奥密克戎中 , 突变使刺突蛋白的S1和S2亚基间形成了更纤细但牢固的分子桥梁 。 从而使病毒更稳定 , 并能在合适的地点合适的时间作用进入细胞 。
奥密克戎的一些突变使刺突蛋白的S1和S2亚基间形成了新的分子桥梁 ,更多数量的完好无损的刺突使得奥密克戎能更加容易地感染更多细胞 。
奥密克戎另辟蹊径 。 在之前的所有变体中 , 病毒是依赖于人类细胞表面一种叫做TMPRSS2(发音为“tempress two”)的蛋白来帮助它突破细胞膜 。 但是奥密克戎没有通过TMPRSS2 , 而是正在以一种完全不同的方式进入细胞 。 它没有直接破门而入 , 而是采取侧面迂回的方法 。
其他变体需要ACE2和TMPRSS2蛋白将其基因组注入细胞 , 而奥密克戎只与ACE2结合即可 。 病毒被一个称为内吞体的空心泡包裹 , 进入细胞后爆发并开始接过管控权 。 科学家推测 , 奥密克戎或许能通过这种方式获得两个优势 。
推荐阅读
- 第一只进入太空的生物,已在太空飘荡60多年,人类为何要毒死它
- 渔夫发现3米巨型乌贼,深海动物为何现身浅水区,或有大事发生?
- 湖北一高中老师在教室内扇学生耳光被处理;老师为何情绪失控呢
- 喜马拉雅山出现神秘物种,灭绝40年再次现身,专家为何忐忑不安
- 罕见!木金火土18日上演的“四星连珠”,为何有人说是不祥之兆
- 宇航员返航后为何不能站立?科学家:因为长期失重会损坏人体结构
- 男子付了1970元的嫖资,与失足女发生关系后,为何被控强奸?
- 人类为何无法永生?生物学家:人类只不过是“打工仔”而已
- 物理学家杨振宁为何晚年坦言:相信造物主的存在?
- 我国首位女航天员刘洋,为何不再上太空了?如今怎么样了?