水貂新冠病毒突变为何成为关注的焦点？

近日，丹麦政府表示将捕杀该国近1700万只水貂，引起了社会各界的广泛关注。这是因为，11月4日丹麦政府宣布，一种突变型的冠状病毒毒株已经从水貂感染到人类。在丹麦国家血清研究中心（Denmark's State Serum Institute (SSI)）的一份报告中显示，目前已经有12人感染这种新的突变株，且突变株中和抗体反应较弱。SSI的人员虽然称此突变株并不比其他新型冠状病毒毒株危险，但是他们提示现有开发的疫苗可能对这种突变株不敏感。

那么，水貂突变株有哪些神秘之处呢？

SSI的一份working paper对新冠病毒突变毒株特征进行了研究。研究者在丹麦水貂体内分离出五种突变株，即cluster1到cluster5，引起Spike蛋白上多种氨基酸突变。其中Y453F突变具有重要研究意义。
Y453F突变体新冠病毒Spike蛋白第453位的氨基酸由酪氨酸（Y）突变为苯丙氨酸（F），属于受体结合区域的一种保守的氨基酸置换，直接与宿主ACE2受体的34位氨基酸接触。ACE2在人体中第34位是组氨酸（H），而在水貂中是酪氨酸（Y），因此推测这种变异是为了更适应水貂宿主。但同时研究人员发现，453F增加对人ACE2的亲和力，这可能是病毒入侵人体的原因，也就解释了为什么新冠病毒可以从水貂传染给人。
除Y453F突变之外，还包括：1）69-70deltaHV，此缺失位于S1亚基N端区域氨基酸第69和70位的组氨酸和缬氨酸；2）I692V，此位点为692位的保守替换，位于furin裂解位点下游的7氨基酸；3）S1147L，属于S2亚基上的一个非保守性替换；4）M1229I，位于跨膜区中的保守替换。

源自参考文献
SSI研究人员获得两个水貂突变的分离株，一株包含Y453F突变株（F-spike），另一株为包含69-70deltaHV、453F、692V和1229I突变株（ΔFVI-spike）。而这次报道的12人感染的变异毒株主要为ΔFVI-spike，即cluster 5。通过培养发现，24小时后ΔFVI-spike的病毒滴度仅为F-spike突变株和野生型毒株的十分之一，但在96小时后，ΔFVI-spike的病毒滴度与野生型接近。ΔFVI-spike毒株滴度在此期间增加54.7倍，而其他毒株平均仅增加4倍（范围在2.6-5.7倍）。

SARS-COV-2 Spike蛋白突变引发人们的担忧，因为这些突变对病毒感染或疫苗接种的影响不确定，可能会使抗体对该蛋白的识别能力降低。所以SSI的科学家们又进行了突变株ΔFVI-spike在康复者血浆和免疫兔/鼠的中和活性实验。Spike蛋白的突变对不同浓度中和抗体的影响未知，所以研究人员选取了不同中和滴度的样本进行测试。结果显示高中和滴度样本基本不受突变株影响，但是中低滴度的样本受突变株影响明显，中和活性下降。在测试的9份血浆样本中，平均中和活性降低3.58倍（0-13.5倍），有两份血浆中和活性降低超过4倍。SSI的科学家称这些实验为初步研究，呼吁还需要更深入的科学验证。


9天义翘神州成功表达Y453F突变体蛋白

为了支持科研人员加快对水貂新冠病毒突变的研究，义翘神州仅用9天时间就成功表达新冠病毒Y453F突变株重组蛋白（货号：40592-V08H80）。经SDS-PAGE电泳检测该蛋白纯度超过95%以上。ELISA分析显示该蛋白具有生物学活性，可结合ACE2。

图源：义翘神州实验数据

所有水貂序列中均含有D614G突变

在这份working paper中同时提到，检测的所有水貂SARS-COV-2序列中均含有D614G突变。在疫情大流行过程中，新冠病毒在不断的发生演化突变，尤其带有D614G突变的新冠病毒已成为感染全球的主要毒株。近日，Science杂志一篇文章证实，在新冠病毒感染模型中，D614G突变增强了病毒的传播性。
义翘神州已经建立新冠病毒突变株抗原库，目前已经上线68个RBD突变株蛋白，以及经过HPLC验证的D614G突变株蛋白，支持科研人员进行突变株对新冠病毒传播、临床、诊断、疫苗及药物开发影响的研究。

新冠Spike突变体蛋白

货号	突变体	货号	突变体
40592-V08H80	Y453F	40592-V08H42	K378N
40591-V08H3	D614G	40592-V08H43	N370S
40592-V05H1	V367F	40592-V08H44	Q414R
40592-V08H1	V367F	40592-V08H45	S477I
40592-V08H10	R408I	40592-V08H46	S477N
40592-V08H11	V341I	40592-V08H47	T385A
40592-V08H12	Y508H	40592-V08H48	T393P
40592-V08H14	N439K	40592-V08H49	V395I
40592-V08H15	V503F	40592-V08H5	V483A
40592-V08H16	A522V	40592-V08H51	G446V
40592-V08H18	S494P	40592-V08H52	G485S
40592-V08H19	A372S	40592-V08H53	G482S
40592-V08H2	N354D	40592-V08H54	K444R
40592-V08H20	A520S	40592-V08H55	N440K
40592-V08H21	A522S	40592-V08H56	E471Q
40592-V08H23	Q414E	40592-V08H57	P479S
40592-V08H24	P384L	40592-V08H58	A352S
40592-V08H25	A348S	40592-V08H59	K417N
40592-V08H26	F338L	40592-V08H6	F342L
40592-V08H27	F377L	40592-V08H62	P337S
40592-V08H28	L452R	40592-V08H63	P521R
40592-V08H29	P521S	40592-V08H64	S477R
40592-V08H30	T478I	40592-V08H69	K458Q
40592-V08H31	V483I	40592-V08H7	K458R
40592-V08H32	S359N	40592-V08H70	N481D
40592-V08H33	K378R	40592-V08H71	F456L
40592-V08H34	Q409E	40592-V08H72	Y505C
40592-V08H35	I472V	40592-V08H73	F456E
40592-V08H36	A372T	40592-V08H74	F486S
40592-V08H37	A344S	40592-V08H76	G446S
40592-V08H39	A520V	40592-V08H78	P499R
40592-V08H4	A435S	40592-V08H79	V445F
40592-V08H40	E406Q	40592-V08H8	G476S
40592-V08H41	F490S	40591-V02H3	D614G
40592-V08H9	W436R	40592-V08H22	D405V、Q414A
40589-V08H4	R683A、R685A、F817P、A892P、A899P、A942P、K986P、V987P

参考文献：

1. SARS-CoV-2 spike mutations arising in Danish mink and their spread to humans. Working paper of SSI.
2. COVID MINK ANALYSIS SHOWS MUTATIONS ARE NOT DANGEROUS — YET. Nature. Vol 587.19 November 2020.
3. Y. J. Hou et al., (2020) SARS-CoV-2 D614G variant exhibits efficient replication ex vivo and transmission in vivo. Science, 10.1126/science.abe8499