王 蓉，王彩紅，姚曉文，周玉霞，于曉輝，張久聰，3

（1. 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院消化內(nèi)科，甘肅蘭州 730050；2. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅蘭州730000；3.武漢火神山醫(yī)院感染六科，湖北武漢 430050）

新冠肺炎是由SARS-CoV-2 引起的嚴(yán)重呼吸道傳染疾病，目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)造成了前所未有的影響。自新冠病毒出現(xiàn)至今，世界上許多國家遭受了第二波乃至第三波的嚴(yán)重疫情。目前新冠病毒突變出了許多變異株，例如SARS-CoV-2 關(guān)切變異株（variant of concern，VOC）和關(guān)注變異株（variant of interest，VOI）已經(jīng)被報道，并且已經(jīng)造成了更嚴(yán)重、傳染性更高的新冠疫情［1］。VOI 的級別較VOC 低，因此VOI 目前的威脅要低于VOC。世界衛(wèi)生組織在2021 年8 月31 日新冠疫情每周公報中稱，VOI 中的“繆”毒株可能具有較高的疫苗耐受性，能逃避之前感染或接種疫苗帶來的免疫力，因此成為目前關(guān)注較多的變異毒株［1］。本文就“繆”毒株的特性及流行病學(xué)等進(jìn)行詳細(xì)綜述。

1 SARS?CoV?2 病毒的結(jié)構(gòu)特點

SARS-CoV-2 病毒是一種有包膜且不分段的單鏈RNA 病毒，具有5′-帽結(jié)構(gòu)和3′-Poly A 尾，屬于冠狀病毒亞科貝塔冠狀病毒屬。根據(jù)血清型和基因組特征，冠狀病毒亞科分為4 個主要屬：阿爾法冠狀病毒屬、貝塔冠狀病毒屬、伽馬冠狀病毒屬和德爾塔冠狀病毒屬［2］。SARS-CoV-2 病毒顆粒被宿主細(xì)胞提供的脂質(zhì)雙分子層所包裹，其中含有核酸及4 種主要結(jié)構(gòu)蛋白：核衣殼蛋白（nucleocapsid protein，N 蛋白）、刺突蛋白（spike glycoprotein，S 蛋白）、包膜蛋白（envelope protein，E 蛋白）以及膜蛋白（matrix protein，M 蛋白）［3］。

M 蛋白的功能決定了病毒顆粒的形狀，能促進(jìn)膜的彎曲，有助于結(jié)合核衣殼［4］。E 蛋白在病毒的組裝和釋放過程中起著重要作用，與病毒的致病機(jī)制有關(guān)［5］。N 蛋白能通過不同的機(jī)制與病毒RNA基因組結(jié)合。S 蛋白在病毒附著、融合和侵入過程中起著關(guān)鍵作用。S 蛋白能與宿主細(xì)胞上的受體結(jié)合，決定宿主的嗜性和傳遞能力、介導(dǎo)受體結(jié)合和膜融合［6］。通常，冠狀病毒的S 蛋白在功能上分為負(fù)責(zé)受體結(jié)合的S1 結(jié)構(gòu)域和負(fù)責(zé)細(xì)胞膜融合的S2結(jié)構(gòu)域［6］。S 蛋白具有受體結(jié)合域（receptor binding domain，RBD），與血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）受體有很強(qiáng)的相互作用。S 蛋白含有S1 亞基，其受體結(jié)合域能與靶細(xì)胞上的ACE2 受體結(jié)合；S 蛋白的S2 亞基含有已知可相互作用的七肽重復(fù)序列1 和七肽重復(fù)序列2，可形成六股螺旋束的融合蛋白，其融合和感染都非常接近［7］。此外，研究表明，SARS-CoV-2 病毒S 蛋白的受體結(jié)合域與ACE2 的結(jié)合親和力比SARS-CoV高10～20 倍，這可能是SARS-CoV-2 比SARS-CoV具有更高的傳染性和傳播性的原因［8］。

2 新冠病毒的變異特點

新變種出現(xiàn)的4 個關(guān)鍵問題是它們對病毒傳播性、疾病嚴(yán)重性、再感染率（即逃避自然免疫）和疫苗有效性（即逃避疫苗誘導(dǎo)免疫）的影響。病毒基因結(jié)構(gòu)的變異對預(yù)防、診斷和治療具有相當(dāng)重要的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)意義。與以DNA 為基礎(chǔ)的生物相比，RNA 病毒通常被認(rèn)為復(fù)制其遺傳物質(zhì)的準(zhǔn)確性較低，因為它們?nèi)狈Ρ匾男图m正機(jī)制［9］。SARS-CoV-2 的進(jìn)化速率很低（約1×10-3個置換/位點/年），在病毒的30 000 個堿基對中，每個譜系每個月固定1～2 個核苷酸變化［10］。這些核苷酸的缺失、插入或替換可以是同義的，對病毒幾乎沒有反應(yīng)，也可以是非同義的，導(dǎo)致氨基酸序列的改變。大量的感染者和每次感染過程中產(chǎn)生的高病毒載量為SARS-CoV-2 變異的產(chǎn)生和選擇提供了許多機(jī)會。

目前新冠病毒的幾個組合突變定義了新的譜系，而最顯著的是新冠病毒變異株容易在S 蛋白的S1 亞基上攜帶突變，S1 亞基包含RBD，并負(fù)責(zé)病毒與ACE2 受體的結(jié)合。當(dāng)這些突變發(fā)生在S 蛋白，特別是其RBD 時，可能會影響受體或抗體的結(jié)合。研究證明，在S 蛋白的RBD 內(nèi)的N501Y 突變導(dǎo)致與人ACE2 受體的更高親和力，可能增加新冠病毒的傳播性［11］，E484K 突變以及E484Q 突變與免疫逃逸有關(guān)，并增加與ACE2 親和力［12］。L452R 突變位于RBD 內(nèi)，可能與遺傳性或免疫逃逸有關(guān)并被證明可導(dǎo)致治療性單抗Bamlanivimab（LY-CoV555）的結(jié)合-逃逸［13］。研究證明S 蛋白突變D614G（從614位天冬氨酸到甘氨酸的單一氨基酸替換）對結(jié)構(gòu)和功能的影響顯著增強(qiáng)了甲型慢病毒載體的感染性。通過分子模擬，研究者認(rèn)為G614 氨基酸取代破壞了閉合構(gòu)象的穩(wěn)定性，而不改變開放構(gòu)象的穩(wěn)定性［14］。向開放狀態(tài)的轉(zhuǎn)變被認(rèn)為是病毒融合所必需的，因此，結(jié)構(gòu)上有利的開放狀態(tài)與生化分析所顯示的較高的傳染性是一致的。除此之外，N-末端的突變也是潛在的問題，因為許多高度有效的中和抗體都針對這個區(qū)域［15］，然而發(fā)生在基因組其他區(qū)域的突變產(chǎn)生的影響還沒有得到很好的描述。

3 “繆”毒株的特性

3.1 VOI

截至2020 年12 月底，出現(xiàn)了累積多種突變的新變種，稱為VOI，指的是擁有能夠影響病毒傳播能力、癥狀嚴(yán)重程度以及免疫逃逸的遺傳突變［1］。它們會導(dǎo)致表型改變，或具有懷疑導(dǎo)致這種改變的基因組突變，已在多個傳播事件或多個國家中被發(fā)現(xiàn)。目前世界衛(wèi)生組織列出的有5 種變種：埃塔（Eta）、約塔（Iota）、卡帕（Kappa）、拉姆達(dá)（Lambda）及繆（Mu）。變異株的出現(xiàn)被證明與傳播性增加、毒力增加或臨床疾病表現(xiàn)的改變、公共衛(wèi)生和社會措施或現(xiàn)有診斷、疫苗和治療方法的有效性降低有關(guān)［16］。

3.2 “繆”變異株的發(fā)現(xiàn)及流行病學(xué)

2021 年1 月在哥倫比亞首次出現(xiàn)的一種新的SARS-CoV-2 VOI，定義為B.1.621 譜系，在8 月底世界衛(wèi)生組織將其命名為“繆”毒株（μ），并將其列為VOI［1］。盡管測序病例中“繆”變種的全球流行率目前低于0.1%，但這一變種在哥倫比亞和厄瓜多爾等地的流行率一直在上升。截至2021 年6 月，在哥倫比亞報告的新冠病毒感染病例當(dāng)中，有53%感染了變異新冠病毒“繆”毒株，2021 年3～8 月，哥倫比亞新冠肺炎確診病例大幅增加［17］。雖然在初期伽馬毒株占主導(dǎo)地位，但2021 年5 月開始，“繆”毒株超過了包括伽馬毒株在內(nèi)的所有其他變異體，并從那時起主導(dǎo)了哥倫比亞的新冠疫情。

自該變異毒株發(fā)現(xiàn)之后，南美和歐洲一些國家也報告了一些較大的疫情，截至2021 年9 月12 日，共檢測到繆毒株5 656 條序列，已在49 個國家發(fā)現(xiàn)了繆毒株的蹤跡［18］。截至2021 年9 月7 日，已在美國的49 個州檢測到新冠變異病毒“繆”毒株，約有兩千多的美國人感染該變異毒株，美國是目前全球最多感染該變異株的國家［19］。日本厚生勞動省2021年9 月確認(rèn)，今年6 月和7 月在機(jī)場檢疫中確診感染新冠病毒的2 人感染的是新冠變異病毒“繆毒株”。這是日本國內(nèi)首次確認(rèn)感染該類型變異株［20］。截至目前，韓國國內(nèi)共報告3 例感染“繆”變異毒株的新冠確診病例，均為境外輸入，分別來自墨西哥、美國和哥倫比亞［20］。2021 年9 月3 日，秘魯衛(wèi)生部通報稱，秘魯全國已有10 余個地區(qū)報告共67 例感染新冠變異病毒“繆”毒株的確診病例［21］。2021 年9 月2 日，中國臺灣省發(fā)現(xiàn)了1 例“繆”毒株感染。2021年9 月3 日，中國香港共發(fā)現(xiàn)3 例“繆”毒株感染個案，其中2 人是6 月上旬來自哥倫比亞，1 人是7 月下旬來自美國，并且該患者已經(jīng)接種過兩劑BioNTech 復(fù)必泰的新冠疫苗［21］。在已經(jīng)確診的“繆”毒株感染者中，有已經(jīng)完全接種過疫苗的患者，例如香港從美國入境的確診者，可以明確“繆”毒株具有中和疫苗接種后產(chǎn)生的免疫力的潛力。

3.3 “繆”毒株的基因組學(xué)及進(jìn)化特點

“繆”毒株這個單系類群在最初是被分配于B.1譜系，2021 年1 月，哥倫比亞加強(qiáng)了對SARS-CoV-2病毒的常規(guī)基因組監(jiān)測，截至2021 年5 月，GISAID數(shù)據(jù)庫中共有908 個來自哥倫比亞的序列。B.1 譜系是最具代表性的血統(tǒng)（有229 條記錄），因為它從大流行開始就出現(xiàn)的頻率較高，而“繆”毒株即B.1.621 譜系從2021 年1 月到目前為止已經(jīng)被越來越多地檢測到。在哥倫比亞，由國家薩盧德研究所領(lǐng)導(dǎo)的國家基因組特征計劃自SARS-CoV-2 大流行開始以來對其譜系進(jìn)行了實時監(jiān)測［22］。2021 年3月和4 月的第三個流行高峰，出現(xiàn)了具有高突變積累的B.1 世系后代即為B.1.621，以及B.1.1.7、P.1 和VOI 在一些城市的發(fā)現(xiàn)［22］。

SARS-CoV-2 的蛋白中存在多個氨基酸的替換，S 蛋白是負(fù)責(zé)受體結(jié)合和膜融合的病毒蛋白，也是中和抗體的主要目標(biāo)［23］。監(jiān)測SARS-CoV-2 新變種的出現(xiàn)是全世界首要任務(wù)，因為某些非同義替換可能與生物學(xué)特性有關(guān)，例如改變配體-受體親和力、通過自然獲得的多克隆免疫或疫苗接種后抗體的中和效率和傳播力［24］?！翱姟倍局甑倪z傳背景包括以前在幾個VOI 和VOC 中發(fā)現(xiàn)的一些氨基酸變化。

“繆”毒株存在大量不同的同義和非同義替換，包括N-末端結(jié)構(gòu)域的Y144T 和Y145S，受體結(jié)合區(qū)的R346K、E484K 和N501Y，S1/S2 裂解位點的P681H，以及S 蛋白中的146N 的插入。經(jīng)證實了幾個趨同的替換是由廣泛的原始人群的高遺傳變異率，以及單克隆抗體療法和疫苗接種的選擇決定［25，26］。在SARS-CoV-2 病毒S 蛋白中的替換是常見的，但在“繆”毒株的變異中，一些獨特的替換是相關(guān)的，例如，E484K 的存在與恢復(fù)期血漿中和活性較低有關(guān)［25］，可以幫助變種逃逸抗體，使病毒得以避開免疫系統(tǒng)的阻擊；而N501Y 則是改變了病毒突刺的結(jié)合受體，可以幫助變種更容易傳播。69/70 缺失高峰與E484K 和N501Y 替換一起降低了中和抗體的能力［27］。在SARS-CoV-2 病毒中插入145N 是SARS-CoV-2 病毒變異的第一個證據(jù)，其在感染、傳播和致病機(jī)制中的意義尚不清楚。

“繆”毒株有多個尖峰蛋白突變，一些與其他VOC 相同，如：E484K、N501Y、P681H，而另一些是新的突變，如：R346K、Y144T、Y145S 和146N 插入。在2021 年4 月，在SARS-CoV-2 病毒基因組調(diào)查中，意大利研究人員檢測到一個以“繆”毒株譜系典型刺突突變?yōu)樘卣鞯男蛄?。對該樣本進(jìn)行了全基因組測序（whole genome sequencing，WGS），確認(rèn)了“繆”毒株的譜系［28］。因此，追蹤了這名具有非特異性癥狀的患者的所有接觸者，從而確認(rèn)了其他6例SARS-CoV-2 病毒陽性患者的身份，這些患者的基因樣本接受了WGS 檢查，并被歸類為“繆”毒株血統(tǒng)［28］。為了在全球范圍內(nèi)評估這7 個意大利SARS-CoV-2“繆”毒株譜系序列之間的進(jìn)化關(guān)系，研究者采用的所有序列都與美國的SARS-CoV-2“繆”毒株序列形成了一個單系簇。在這項研究中，研究者首次從最早陽性患者的樣本中分離出病毒，并在WGS 確認(rèn)其身份后不久用分離的病毒進(jìn)行了中和試驗，在第二次接種BNT162b2 疫苗后10～20 d 收集了患者血清，所有血清都有效地中和了SARS-CoV-2“繆”毒株，表明該VOI 不是疫苗效力的關(guān)注點［28］。事實上，“繆”毒株的中和力很強(qiáng)，即使比SARS-CoV-2B 的中和力要低得多。研究數(shù)據(jù)顯示，盡管S 蛋白有多個突變，但“繆”毒株可以被BNT162b2 疫苗引發(fā)的抗體中和［29］。因此“繆”毒株的“免疫逃逸潛在特性”的突變，意味著目前的疫苗對它的抵抗效果較差。不過世界衛(wèi)生組織表示，對此還需要開展更多研究予以證實。

截至2021 年4 月底，在一項包含了“繆”毒株的所有基因組的研究表明，雖然在每個“繆”毒株序列和親本B.1 譜系的所有密切相關(guān)序列之間都發(fā)現(xiàn)了非常高且無法解釋的遺傳距離，但整個分支模式和譜系內(nèi)距離表明多樣性較低［30］。在大流行的第三個高峰早期在哥倫比亞傳播可以由多種因素解釋，包括社會環(huán)境以及新出現(xiàn)的血統(tǒng)的遺傳背景，導(dǎo)致傳播方式的變化。目前的SARS-CoV-2 病毒基因組監(jiān)測戰(zhàn)略包括在主要城市和邊境城市，特殊關(guān)注群體、具有獨特臨床特征和嚴(yán)重程度的患者中抽樣，新出現(xiàn)的“繆”毒株的感染高頻率也可能與SARS-COV-2 病毒基因組監(jiān)測的加強(qiáng)有關(guān)。

4 結(jié)論與展望

自新冠肺炎大流行開始以來，全世界已出現(xiàn)了一系列新冠病毒的變異株，導(dǎo)致了新冠疫情的加重和反復(fù)。新冠病毒會不斷變異，大多數(shù)突變對病毒特性幾乎沒有影響。然而，有些突變可能會改變病毒傳播的速度、傳染性、引起的疾病的嚴(yán)重程度，以及對疫苗和治療的有效性造成影響。目前在新冠病毒的多種變異株中，德爾塔變異株使全球新冠感染率激增，仍然是威脅最大的變異株。自2021 年1月在哥倫比亞發(fā)現(xiàn)以來，“繆”毒株因其可能具有較高的疫苗耐受性，能逃避之前感染或接種疫苗帶來的免疫力。目前已在全球多個國家監(jiān)測到該毒株，雖然其影響尚不及德爾塔變異株，但是由于其免疫逃逸，有可能降低部分中和抗體和疫苗的有效性，“繆”毒株可能比原始冠狀毒株傳播性更強(qiáng)，需要警惕其進(jìn)化為更嚴(yán)重甚至威脅更大的新冠變異毒株。新冠肺炎疫情形式仍然嚴(yán)峻，全世界感染者及死亡人數(shù)仍在增加。中國雖然在前期的疫情防控上取得了可觀的成績，但是由于新冠病毒的變異特性，多種變異毒株的出現(xiàn)，造成了新冠肺炎疫情的反復(fù)。目前新冠肺炎的控制除了實施嚴(yán)格的防疫措施，積極接種新冠疫苗也很重要，現(xiàn)有的疫苗已經(jīng)證實可以預(yù)防原始冠狀病毒以及對德爾塔等變異株有相應(yīng)的中和能力。但是對于“繆”毒株，因其具有免疫逃逸潛在能力，目前的疫苗可能對其無法產(chǎn)生保護(hù)，因此就需要進(jìn)一步研發(fā)新疫苗以及更多有效的治療以應(yīng)對新冠病毒變異株的致病作用，進(jìn)而保護(hù)人民的健康安全。

作者貢獻(xiàn)度說明：

王蓉：文獻(xiàn)檢索，選題和設(shè)計，文章主要的撰寫和文章修改；王彩紅、姚曉文、周玉霞：參與相關(guān)文獻(xiàn)查閱；于曉輝，張久聰：參與選題與設(shè)計。