四個引起廣泛注意的新冠病毒變異株

更新日期:2021-01-09
 

世界衛生組織(WHO)在 2020年12月31日公布的疫病爆發新聞(Disease Outbreak News)中指出四個引起廣泛關心與討論的新冠病毒變異,分別是:

  1. D614G變異株
  2. 英國變種新冠病毒株VOC 202012/01
  3. 南非變種新冠病毒株501Y.V2
  4. 丹麥水貂變異株
中研院「病毒變異全球即時監測網」(以下簡稱監測網)顯示,第6型病毒株仍是目前主宰世界的病毒株。上述前三種新冠病毒變異株都屬於第6型病毒株;第四種尚未證實,但屬第6型的可能性也相當高。

四個引起廣泛注意的新冠病毒變異株

1. D614G 變異株

冠狀病毒因其如日冕般外圍的冠狀而得名,這些冠狀物質叫做刺突蛋白(spike protein),是一種糖蛋白,也是病毒進入人體細胞的「鑰匙」。D614G是在刺突蛋白上第614個胺基酸的變異。此變異亦是用來定義第6型病毒株的4個單位點變異(SNV)的其中之一1。本院跨領域研究團隊研究也顯示,只有D614G並不足夠,第6型病毒株的四個變異需同時發生,缺一則無法持續。

根據國際期刊《科學》(Science)2020年12月18日的研究報告,研究者透過細胞與動物研究顯示,此變異會增加新冠病毒的感染與傳播。目前沒有證據顯示會影響傳染後的嚴重度,而對於中和性抗體效價的影響仍在評估。

2. 英國變種新冠病毒株VOC 202012/01

VOC 202012/01 為第6 型病毒株變異後的病毒株,其刺突蛋白上有8個變異2,監測網數據顯示,英國在2020年12月底VOC 202012/01的比例接近35%。細節可參閱同年12月30日更新之 FAQ

此外,監測網也顯示,除了VOC 202012/01,英國還有其他盛行的病毒株。例如在刺突蛋白上有4個未出現在VOC 202012/01的變異3,後續需密切觀察這些變異是否會合併發生在同一株上。

根據英格蘭公共衛生署的報告說明,VOC 202012/01變異有較高 的傳播性。目前沒有證據顯示會影響傳染後的嚴重度,對於中和性抗體效價的影響仍在評估。

3. 南非變種新冠病毒株501.V2

501.V2亦為第6型病毒株變異後的病毒株。南非政府在2020年12月9日公告新變異 501.V2(亦稱501Y.V2)。此變種病毒主要是由刺突蛋白上的 8 個單位點變異來定義4,且對應到全球共享流感數據倡議組織(GISAID)上的B.1.351的支系。 監測網顯示,截至同年12月底,在南非501.V2的比例已逾80%。

根據歐洲疾病預防管制中心快速風險評估(ECDC Rapid Risk Assessment)2020年12月29日的報導,501.V2最早於2020年8月初出現在東開普省(Eastern Cape Province)>海岸的納爾遜曼德拉灣(Nelson Mandela Bay)。到了同年11月初已經成為東開普省和西開普省(Western Cape Province)的主要病毒株。後來在英國及其他國家也陸續現蹤。

科學家的初期研究顯示,501.V2變異株有較高的病毒量會較快地擴散,因此造成病毒較高的傳播性。目前沒有證據顯示會影響傳染後的嚴重度。但有研究顯示,變異E484K會降低變異PT188中和性抗體的效價5,對更多中和性抗體的影響仍待評估。

4. 丹麥水貂變異

根據世界衛生組織在 2020年11月6日公布的疫病爆發新聞(Disease Outbreak News),新冠病毒透過水貂 回傳給人類的情況可以回溯到2020年6月,特別是在同年9月發現,12位被水貂傳染新冠病毒的病患中,有一些獨特的病毒變異(Cluster 5),即丹麥水貂變異。

此變異的刺突蛋白上的4個變異包括一個也在英國變種新冠病毒株(VOC 202012/01)上發現的缺失(deletion)變異(∆H69/V70,N-terminal domain),以及另外三個單位點(SNV)變異6,所幸在2020年9月後並未在人身上發現。

丹麥、荷蘭、西班牙、瑞典、義大利及美國都已有水貂被感染新冠病毒的案例。中研院跨領域研究團隊過去曾分析18株荷蘭的農場水貂傳人病毒株,發現100%都是第6型。目前尚查不到12例丹麥農場水貂傳人的病 毒株序列,但根據發生時間、監測網資料,以及第6型在丹麥的盛行情形推斷,水貂變異株也可能是第6型病毒株。

此外,根據丹麥國家血清研究所(Statens Serum Institut)2020年11月的初步實驗結果顯示,Cluster 5的變異對於中和性抗體的敏感性有些下降,9個康復病人血液(convalescent plasma)中 ,有2人的中和性抗體效價下降4倍(100人的平均為3.58倍)。目前對人類病情影響尚未有進一步的評估, 且所幸在2020年9月後並未在人身上發現。

Note:
  1. 病毒株可歸類為六大類型,主宰世界的第6型病毒株是由 C241T(5’UTR)、C3037T(nsp3, F924F)、C14408T(nsp12, P4715L)、A23403(S, D614G)所共同定義(Yang et al., PNAS, 2020/12)。DOI: DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2007840117
  2. ∆H69/V70、∆Y144、N501Y、A570D、P681H、T716I、S982A、D1118H。D614G已是普遍變異,因此不列入。
  3. C2227T(S, A222V)、C21614T(S, L18F)、C24334T(S, A924A)
  4. 包括2020年10月15日時發現的D80A(N-terminal domain)、D215G(N-terminal domain)、E484K(RBD)、N501Y(RBD)、A701V(loop),以及2020年11月底發現的L18F(N-terminal domain)、R246I(N-terminal domain)、K417N(RBD)。資料來源:Tegally et al., medRxiv相關文章為已公開,但未經審查且正式發表於學術期刊之醫學研究。DOI: https://doi.org/10.1101/2020.12.21.20248640
  5. Andreano et al, bioRxiv相關文章為已公開,但未經審查且正式發表於學術期刊之生物學研究。DOI: https://doi.org/10.1101/2020.12.28.424451
  6. Y453F(RBD)、I692V(downstream of the furin cleavage site)、M1229I (transmembrane domain)。

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