研究表明,慢性冠状病毒感染是担忧的变异来源
一项新的研究强烈表明,在可能具有免疫力、无法清除病毒的人群中,慢性、长期的COVID感染正在出现令人担忧的冠状病毒变体。前沿病毒学发表了埃默里大学和牛津大学科学家的研究结果。
通讯作者、埃默里大学生物学和物理学教授丹尼尔·韦斯曼(Daniel Weissman)说:“我们的研究结果表明,担忧的变异不是从数亿人中的急性COVID感染传播链进化而来,而是来自罕见的情况,即某人可能患有活跃感染数月。”韦斯曼专注于定量进化理论。
该论文的第一作者、牛津大学博士后研究员马汉·加法里(Mahan Ghafari)补充说:“一个关键的重要信息是,找到这些慢性感染的人,并为他们的康复提供支持非常重要。”“在许多情况下,他们可能是无症状的,甚至没有意识到他们感染了COVID,尽管他们正在积极摆脱病毒."
Ghafari于2018年毕业于埃默里大学,获得物理学硕士学位。
这篇论文的其他作者包括牛津大学进化和基因组学教授Aris Katzourakis;刘祺汉,埃默里大学物理学研究生;以及埃默里大学本科生Arushi Dhillon。
随机突变
像SARS-CoV-2这样的病毒由于复制时可能发生的基因密码偶尔突变而不断进化。韦斯曼解释说:“当病毒自我复制时,它并不总是进行完美的复制。
通常,这种随机突变对病毒没有好处,也不会引起监测这些变化的科学家的关注。然而,突变偶尔会导致变体这种病毒的传播能力更强,更难以检测和治疗,甚至更致命。
世界卫生组织将SARS-CoV-2担忧的变种定义为更有可能导致感染的人,即使是接种过疫苗的人或以前感染过的人。
韦斯曼说:“在大流行的最初几个月里,冠状病毒似乎不会适应成为一种担忧的变体。”“可是,砰,砰,砰!”冠状病毒不仅进化成了挥发性有机化合物,而且在2020年底连续三次进化。”
世界卫生组织将前三种担忧命名为alpha、beta和gamma。
问题周围的挥发性有机化合物的仪器
为什么这三种VOCs几乎同时出现,而且明显出现在世界上三个遥远的地区?
另一个谜是为什么VOCs会发生大簇突变。加法里指出:“将这些VOCs与正在传播的其他病毒谱系区分开来的一个关键因素是,它们每一种都有大量的突变。”“这是进化过程中的一个主要区别。”
在COVID的慢性病例中,至少已经检测到来自VOC的一些突变,这导致了一种假设,即这些长期病例可能是VOC的来源。另一种主要理论是,在世界上对病毒基因组监测不力的地区,挥发性有机化合物是在急性感染的持续传播中出现的。
Ghafari、Weissman和他们的合作者是第一批系统地测试阿尔法、贝塔和伽马VOCs出现理论的团队之一。
研究人员建立了一个机械的理论模型来研究这个问题,使用现有的数据和他们开发的软件。由此产生的模型排除了VOCs来自于急性感染持续传播的理论,并完全支持每种变体在单个慢性感染个体中进化的理论感染.
该模型显示了多重突变是如何需要的,每一个突变都可能是中性的或略微有利于病毒的适应度。通过这种方式,一个变种最终获得了一系列的突变,使其更具传染性。
模型解释了delta和ommicron的出现
虽然本文的数据来自alpha、beta和gamma变体,但得出的理论模型也解释了delta和omicron VOCs后来独立出现的原因。2020年底,三角洲病毒在印度出现,迅速席卷该国,并蔓延到世界各地。2021年底,在南非出现了不是Delta变体后代的omicron后,Delta减弱了。欧米克隆迅速成为全球领先的VOC公司。
研究人员已经将他们的模型和软件公开提供给其他人,以研究SARS-CoV-2变体的进化。
韦斯曼说:“理想情况下,我们希望最终能够量化未来可能出现新变体的时间。”“从公共卫生的角度来看,这有巨大的影响。”
研究表明,一些免疫功能低下的人,如服用其他慢性疾病药物的人,已经携带活动性COVID感染了一年甚至更长时间。研究人员强调,识别这些人非常关键,不仅可以帮助他们接受COVID治疗,还可以对他们携带的SARS-CoV-2病毒进行基因组监测。
“谁知道一个慢性感染的人接下来会感染什么变种?”Ghafari说。“我们的研究表明,从进化的角度来看,我们可以期待一些与以前的VOCs完全不同的东西。如果我们想领先于这种病毒一步,我们需要更积极地识别和监测患有慢性感染的人。”