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德尔塔,拉姆达...它们是如何入侵人体细胞的?

2021-08-07 08:32
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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随着疫情形势的再次变化,大家将更多的目光聚焦于新冠病毒变异株。德尔塔、拉姆达病毒究竟是什么?为什么变异后的新冠病毒更加危险?病毒是如何入侵人体,感染细胞的呢?

7月28日,一篇发表于《Nature》上以How the coronavirus infects cells and why Delta is so dangerous为题的论文可以解答我们的部分疑惑。

新冠病毒的结构

自2019年武汉疫情到现在的全球大流行,导致疫情发生,感染人体的“元凶”就是名为SARS-CoV-2及其变异株的冠状病毒(又称为新型冠状病毒或2019-nCoV)。

要理解新冠病毒如何入侵人体,感染细胞,我们首先要对新冠病毒的结构有所了解(图1)。

图1. SARS-CoV-2的结构

可以看到,病毒呈球形或椭圆形,表面环绕一圈钉子样的刺突蛋白(S),形成特殊的花冠结构,冠状病毒由此得名。新冠病毒感染人体后,刺突蛋白会被人体独特的聚糖覆盖(图2),像披着羊皮的狼一般,逃避免疫系统的“围剿”。

图2. 刺突糖蛋白计算机模拟结构

刺突蛋白上的受体结合域(RBD),可与来自人体的相关受体结合,进一步入侵人体细胞。近期的德尔塔变异株,由于刺突蛋白S1亚基的多个突变,包括RBD中的3个突变,提高了RBD和ACE2受体结合以及免疫逃逸的能力。简单来说,就是光杆钉变成了螺纹钉,还涂了层和木材相近的颜色。

由此可见,新冠病毒及其变异株结构中最重要的部分就是刺突蛋白了。套上糖外衣的它能在一定时间内躲避人体免疫系统,其变异会导致病毒感染能力的变化。同时,病毒入侵人体细胞也离不开它。

病毒进出人体细胞的过程

变异株风险

在病毒结构中,我们讨论过德尔塔变异株因为刺突蛋白的变异(本质上是基因突变的结果),提高了RBD和ACE2受体结合以及免疫逃逸的能力。基因突变导致病毒的传染力增加,甚至能对疫苗诱导的中和抗体产生抗性。就像本次上海感染德尔塔变异株的病例,是变异株对全程接种疫苗的健康人造成的突破性感染。尽管如此,疫苗接种+做好个人防护仍是最有效的防疫措施!

另一方面,德尔塔在人际间的传播能力增强,甚至出现了14s无直接接触感染的病例(图3),科学家认为与furin宿主酶在德尔塔病毒上的切割位点改变,加速细胞-细胞融合有关。

图3. 无接触感染示例

此外,不管是德尔塔+,伽马,还是拉姆达,都是SARS-CoV-2的变异株,相互之间有不同的突变位点,相比较最初的新冠病毒有更多的潜在风险。

如有错误之处,敬请指正~

参考文献

[1] Scudellari M. How the coronavirus infects cells - and why Delta is so dangerous. Nature. 2021 Jul;595(7869):640-644. doi: 10.1038/d41586-021-02039-y. PMID: 34321669.

[2]Sztain T, Ahn SH, Bogetti AT, Casalino L, Goldsmith JA, Seitz E, McCool RS, Kearns FL, Acosta-Reyes F, Maji S, Mashayekhi G, McCammon JA, Ourmazd A, Frank J, McLellan JS, Chong LT, Amaro RE. A glycan gate controls opening of the SARS-CoV-2 spike protein. bioRxiv [Preprint]. 2021 Feb 16:2021.02.15.431212. doi: 10.1101/2021.02.15.431212. PMID: 33619492; PMCID: PMC7899456.

[3]史庆丰,高晓东,胡必杰."Delta新冠病毒变异株的特性及流行现状与防控研究进展." 中华医院感染学杂志 .(): doi:10.11816/cn.ni.2021-211664.

[4] 仲国维,陈明聪,李磊. SARS-CoV-2-熟悉又陌生的新型冠状病毒[EB/OL].(2020-02-18).[2021-08-04] http://eph.njmu.edu.cn/2020/0218/c9777a162790/page.htm

[5] Cascella M, Rajnik M, Aleem A, et al. Features, Evaluation, and Treatment of Coronavirus (COVID-19) [Updated 2021 Jul 17]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554776/

编辑 | 彭丹妮(实习)

修正 | 董兆鹏

原标题:《德尔塔,拉姆达...它们是如何入侵人体细胞的?》

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