现在新冠病毒出现了ABC三种变异,病毒的这种变异速度是否正常?
现在新冠病毒出现了ABC三种变异,病毒的这种变异速度是否正常?
据英国科学家研究的结果和公开的信息显示,新冠病毒过去的几个月内,在全球传播的过程中,已经变化成3种不同但关系非常密切的毒株,主要研究过程,是在2019年12月24日到2020年3月4日期间,从全球若干确诊患者体内获取相应的病毒株体,对其分别进行基因测序,根据测序结果提出这个结论。
新冠病毒变异的有关情况
英国科学家根据基因测序结果,将其划分为3种不同的病毒毒株:A、B和C。其中A型与最早发现的蝙蝠身上携带的病毒类型一致,被认为是原始感染病毒基因组,也是其它变异病毒类型的来源。而B型则是从A型中衍变而来,通过两个基因突变点将之与A型分隔开来,然后在B型的基础上又衍变为C型。
在对病毒基因测序的同时,研究者还通过病毒感染者的发病时间和地域进行关联性分析,在一定程度上证明了以下几个病毒的发展途径:
虽然A型病毒毒株在武汉发现,但在美国、澳大利亚的相关样本中所占比例更高。
在武汉居住的美国人样本中发现了A型病毒毒株。
武汉病毒样本中,A型病毒毒株所占比例并不高,而是以A型的衍变种类B型毒株为主。
东亚地区病毒样本也以B型为主。
欧洲各国的病毒样本以C型为主,而武汉样本中并未发现C型毒株,但在东亚地区的新加坡、韩国和中国香港有所发现。
根据以上的分析结论,进一步证明了钟南山院士很早就提出来的“新冠病毒虽然首先在武汉爆发,但可能并非是发源地”的论断。至于新冠病毒的来源问题,虽然现在还很难最终给予明确的结论,但是越来越多的研究结果,已经有了比较明显的指向,相信大家也都能看得出来。
病毒为何会发生变异
基因突变是世界上所有生物都会面临的问题,承载着遗传性状的载体是DNA或者RNA,它们都是由相应基因片断所构成,通过这些基因片断的正确匹配,才能将遗传性状传递到子代。以DNA为遗传物质的基因组,需要以碱基对的形式进行匹配;以RNA为遗传物质的基因组,需要首先合成负链RNA,然后再进行匹配。在匹配的过程中,由于基因的组成结构复杂,需要匹配的环节和数量非常庞大,就会不可避免地出现匹配错误的情况,从而造成匹配之后的基因组与上一代基因存在局部差异,这就是基因突变的由来。
而作为以RNA为遗传核酸物质的新冠病毒,它的基因复制不同于以DNA为模板的生物和其它病毒,而是依靠侵入细胞中的物质和能量,在合成酶的作用下,以本身所具有的正链RNA为模板,合成负链RNA,继而匹配形成新的RNA结构,最后与蛋白质物质完成组装,形成新的子代病毒个体。而在此过程中,合成新的RNA结构,不需要像DNA复制那样需要碱基对的一一匹配,因此更容易出现匹配混乱和错误的情况。
而且,病毒在细胞内的复制,其增殖数量在代与代之间也是非常巨大的,从而增加了基因突变的速率。不过,由于基因的突变是没有方向性的,病毒的大多数基因突变,对于环境的适应能力是呈现减弱趋势的,只有很少数的病毒子代能够存活下来,因此有较低的概率演化为传染力更强或者毒性更强的子代病毒,决定着突变成功与否的标志,将是适应环境变化的耐受性更强,当然这个适应环境,既包括自然环境,也包括宿主环境。
影响病毒变异的主要因素
在正常情况下,病毒在复制过程中,其基因组发生自然突变的机率为10^(-3)到10^(-9)之间,也就是说病毒需要至少增殖1000次甚至10亿次之后才能有突变点的发生,虽然从这个比率来看,病毒发生变异的速率并不高,但是由于病毒结构以及传播途径的特殊性,其核酸遗传物质,比较容易受到细胞内部环境的影响而发生改变,一些物理、化学等方面的作用,可以从根本上改变病毒所寄生和传播的环境,从而诱导其发生基因突变。同时,自然环境的变化、宿主免疫系统对病毒的抵抗作用,都会影响着病毒的变异进程。对于不同类型的病毒、受到机体免疫系统抵抗的不同程度、自然环境的诱导等,都会造成变异速度的差异。
从病毒本身来看,含有基因组越多的病毒,其在复制过程中需要匹配的环节就越多,相对于物质组成较简单的病毒,其变异机率要大。另外,以RNA为遗传物质的病毒,其变异速率也要明显高于以DNA为遗传物质的病毒。
从宿主抵抗能力来看,当病毒的入侵,激活机体免疫系统之后,免疫系统与病毒之间就会展开激烈的对抗,对抗性越强,病毒的免疫逃逸能力就越高,从而最大程度地避免宿主环境对其自身的攻击,在这种情况下病毒获取的较强免疫逃逸能力,都是通过基因变异获得的。
从药物的干扰作用来看,一般针对病毒的药物,无非是通过提高机体免疫能力、作用于病毒的特殊部位来干扰或者阻止病毒的复制来实现的,提高机体免疫能力可以参考上一条因素,而作用于病毒的特殊部位,可以有很大的机率使病毒核酸物质发生一定改变,从而对药物不敏感,出现耐药性变异,这种情况,特别容易发生在那些抑制病毒能力较弱的药物施用上。
从自然环境的变化来看,当外界环境不利于病毒的生存和传播,且不能够在短时间内使病毒死亡的条件下,病毒就有加快变异的倾向,使之尽快通过变异后的复制,获得能够适应环境改变的更多病毒新个体,比如温度的提升、浓度不够的消杀剂作用等等。
总结一下
从病毒的复制周期来看,通常只需要30分钟左右就可以完成一次复制过程,那么从新冠疫情出现到现在,已经过去了近半年的时间,那么如何从最初的母代病毒算起,其复制次数也应该在1万次左右。而科学家们通过基因组测序作出的目前已经演化为3种不同的毒株,说明其发生变异的复制周期应该在3000次左右,符合关于病毒增殖1000次-10亿次之间发生突变的规律。而推动病毒变异的主要因素,主要来源于以RNA为遗传载体、人体免疫系统抵抗作用以及传播过程中的自然环境的变化等等。虽然病毒的变异程度处于正常范围,但对于疫苗的研发和实验、防控措施的压力以及个体防护等方面,都会产生一定的影响。