先进的 RNA 测序技术揭示了 COVID-19 新变异的驱动因素

先进的RNA测序技术揭示了COVID-19新变异的驱动因素了解助长SARS-CoV-2产生变异能力的遗传机制对遏制COVID有很大帮助。在今天（4月22日）发表在《自然-微生物学》（NatureMicrobiology）上的这项研究中，贝勒医学院和合作机构的研究人员开发了一种名为tARC-seq的新技术，它揭示了影响SARS-CoV-2分化的遗传机制，并使研究小组能够计算出SARS-CoV-2的变异率。利用tARC-seq，研究人员还在实验室中捕捉到了受感染细胞中SARS-CoV-2的新突变，再现了全球大流行病毒测序数据所揭示的观察结果。这些发现有助于监测病毒在人类群体中的进化。"SARS-CoV-2病毒使用RNA而不是DNA来存储其遗传信息。我们实验室长期以来一直对研究RNA生物学感兴趣，当SARS-CoV-2出现时，我们决定研究它的RNA复制过程，RNA病毒的复制过程通常容易出错，"通讯作者、贝勒大学分子与人类遗传学教授、分子病毒学与微生物学教授ChristopheHerman博士说。研究人员希望跟踪RNA复制错误，因为这些错误对于了解病毒如何进化、如何在人类群体中传播时发生变化和适应至关重要，但目前的方法缺乏精确性，无法检测到罕见的新SARS-CoV-2变异，尤其是在病毒数量较少的样本中，如来自患者的样本。DanLDuncan综合癌症中心成员赫尔曼说："由于患者样本中的SARS-CoV-2RNA副本非常少，因此很难区分SARS-CoV-2RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）（复制这种病毒RNA的酶）产生的错误和序列分析中使用的其他酶产生的错误。我们开发了一种技术，称为靶向精确RNA共识测序（tARC-seq），它使我们能够测量复制极低量特定RNA时的真实误差。"最初的想法是，由于SARS-CoV-2有一种内部机制来修复RdRp所犯的错误，因此病毒应该不会很快进化或变异。赫尔曼说："这种想法与大流行期间世界各地经常出现新的COVID变种这一事实形成了鲜明对比。自大流行开始以来，我们已经看到了一些突出的变种，包括Alpha、Beta、Delta和Omicron，以及这些群体中的变种"。有了改进后的分析工具，研究人员准确测定了实验室细胞培养物和临床样本中SARS-CoV-2的变异频率和变异类型。赫尔曼说："我们发现变异率高于最初的预期，这有助于解释COVID变体频繁出现的原因他们还发现，SARS-CoV-2RNA中存在一些热点，这些位置比其他位置更容易发生变异。"例如，我们在与尖峰蛋白相对应的RNA区域发现了一个热点，尖峰蛋白是一种能让病毒侵入细胞的蛋白质。此外，尖峰蛋白的RNA也构成了许多疫苗，"赫尔曼说。tARC-seq方法还发现，新变体的产生涉及模板切换。"RdRp在复制一个RNA模板或序列时，会跳转到附近病毒上的另一个模板，然后继续复制RNA，因此产生的新RNA副本是两个RNA模板的混合物，"赫尔曼说。"这种模板切换会导致序列插入或缺失，从而产生病毒变异。我们还观察到了复杂的突变。SARS-CoV-2利用模板切换和复杂突变这两种强大的生物机制，使其能够快速进化，产生变种，以适应并在人类种群中存活。""tARC-seq使我们能够在实验室细胞培养物中捕捉到新突变的出现，这些新突变再现了全球大流行测序数据中观察到的突变，这既有趣又令人兴奋。我们的新技术捕捉到了个体患者临床样本中新突变的快照，可用于监测人类群体中的病毒进化。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428224.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428224.htm

揭开基因之谜：为什么有些人从始至终未出现COVID-19症状

揭开基因之谜：为什么有些人从始至终未出现COVID-19症状多肽NQK-Q8（浅色）是SARS-CoV-2病毒用于进入细胞的尖峰蛋白的一部分，与HLA-B*15:01沟（橙色）结合。插图基于奥古斯托等人在2023年发表的HLA-B*15:01与SARS-CoV-2病毒尖峰衍生肽NQKLIANQF复合物的晶体结构（PDB条目-8ELH）（《自然》）。图片来源：AndréLuizLourenço这一令人兴奋的发现是由北卡罗来纳大学夏洛特分校助理教授达尼洛-奥古斯托（DanilloAugusto）博士、加州大学旧金山分校教授吉尔-霍伦巴赫（JillHollenbach）博士和澳大利亚拉筹伯大学（LaTrobeUniversity）教授斯蒂芬妮-格拉斯（StephanieGras）领导的美国和澳大利亚合作研究的成果。人类白细胞抗原（HLA）的作用这项研究的重点是一组名为人类白细胞抗原（HLA）的基因。这些HLA基因编码的蛋白质被免疫系统用来识别健康细胞，并将它们与受细菌和病毒感染的细胞区分开来。HLA系统对免疫反应至关重要，但个体之间的差异也很大。由于HLA在抗感染中的作用，研究人员想知道是否有特定的变体会使我们对SARS-CoV-2病毒更有保护或更易感。夏洛特联合国大学生物科学助理教授达尼洛-奥古斯托。资料来源：夏洛特联合国大学研究结果和方法埃佐克-霍伦巴赫领导的数据收集工作始于大流行初期。首先，使用专门用于跟踪COVID-19症状的移动应用程序对29947名未接种疫苗的人进行了筛查，其中1428人报告病毒检测呈阳性。所有受检者的DNA都进行了测序，以分析他们的HLA基因。研究人员发现，HLA-B*15:01基因变体的个体在感染后更有可能保持无症状。令人印象深刻的是，这种变体在人群中的比例约为10%。总之，基因组中含有HLA-B*1501的人无法躲避感染，但他们逃脱了生病的厄运。关于免疫反应的见解"我们假设，他们的免疫系统能够做出快速而强大的反应，以至于病毒在引起任何症状之前就被消灭了。"霍伦巴赫说："这就像有一支军队已经知道要寻找什么，并能通过制服判断出这些是坏人。"HLA分子会向免疫效应细胞显示病毒的碎片，以供检查。这项研究使用的细胞来自大流行前几年献血的HLA-B*15:01患者。结果显示，这些人体内有针对SARS-CoV-2特定颗粒的记忆T细胞。那些从未接触过SARS-CoV-2的人之前已经接触过其他病毒，并形成了对SARS-CoV-2颗粒的免疫记忆。他们的免疫记忆会引起更快的反应，这也解释了为什么这些人仍然没有症状。尽管如此，令人好奇的是，他们为什么会在从未接触过SARS-CoV-2病毒的情况下产生对这种病毒的免疫记忆。交叉反应性免疫反应"众所周知，几十年来，其他类型的冠状病毒也会引起季节性感冒。我们假设，这些人过去曾接触过季节性冠状病毒，由于交叉反应性免疫反应，特异性携带HLA-B*15:01的人可以迅速杀死感染SARS-CoV-2的细胞。因此，即使坏人换了制服，军队仍然可以通过他们的靴子或手臂上的纹身来识别他们。"奥古斯托说："我们的免疫记忆就是这样保持我们的健康的。"在仔细分析了所有冠状病毒的基因组序列后，研究表明，未暴露个体的HLA-B*15:01所识别的这种SARS-CoV-2颗粒与以前其他冠状病毒的病毒颗粒非常相似。研究通过晶体结构和亲和力试验证明，疫前人群的T细胞可以识别以往冠状病毒和SARS-CoV-2的病毒颗粒，且识别效率相同。这说明这些人对以前的冠状病毒产生了免疫记忆，但由于这种病毒颗粒的高度相似性，他们的记忆T细胞也能快速识别并杀死SARS-CoV-2。影响和未来研究研究结果表明了个体如何避免感染SARS-CoV-2的机制，研究小组计划继续学习对这种病毒的反应，从而更好地了解COVID-19疗法和疫苗。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398167.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398167.htm

基因优势：揭开COVID-19"超级躲避者"的秘密

基因优势：揭开COVID-19"超级躲避者"的秘密科学家们发现了一种与无症状COVID-19病例有关的基因变异--HLA-B*15:01，这为新的治疗方法和疫苗开辟了潜在的途径。感染COVID-19但从未出现症状的人--即所谓的"超级躲避者"--可能有一张基因王牌。根据加州大学旧金山分校研究人员领导的一项新研究，他们携带特定基因变异的几率是出现症状者的两倍多，而这种基因变异有助于他们消灭病毒。该论文最近发表在《自然》（Nature）杂志上，首次证明了无症状SARS-CoV-2的遗传基础。这项研究有助于解开为什么有些人会感染COVID-19而不发病的谜团。HLA基因变异的作用秘密在于人类白细胞抗原（HLA），即向免疫系统发出信号的蛋白质标记。编码HLA的一个基因发生变异，似乎有助于杀死病毒的T细胞识别SARS-CoV-2并发起闪电式攻击。一些携带这种变异基因的人的T细胞可以识别这种新型冠状病毒，即使他们以前从未接触过这种病毒，这要归功于它与他们已经知道的季节性感冒病毒的相似性。这一发现为药物和疫苗找到了新的靶点。肽NQK-Q8（浅色）是SARS-CoV-2的一种尖峰蛋白，病毒利用它进入细胞，它与HLA-B*15:01沟（橙色）结合。插图基于奥古斯托等人在2023年发表的HLA-B*15:01与SARS-CoV-2病毒尖峰衍生肽NQKLIANQF复合物的晶体结构（PDB条目-8ELH）（《自然》）。图片来源：AndréLuizLourenço该研究的首席研究员、加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所（WeillInstituteforNeurosciences）成员、神经病学、流行病学和生物统计学教授吉尔-霍伦巴赫（JillHollenbach）博士解释说："如果你有一支能够及早识别敌人的军队，那将是一个巨大的优势。这就好比有了做好战斗准备的士兵，他们已经知道要寻找什么，知道这些都是坏人"。HLA-B*15:01突变的流行和影响HLA-B*15:01突变非常普遍，在研究人群中约有10%的人携带这种突变。它并不能阻止病毒感染细胞，反而会阻止人们出现任何症状。这包括流鼻涕，甚至是几乎不明显的喉咙痛。加州大学旧金山分校的研究人员发现，在感染后仍无症状的研究人群中，有20%的人携带至少一个HLA-B*15:01变体拷贝，而在报告有症状的人群中，这一比例仅为9%。携带两个变异体拷贝的人避免生病的几率要大得多，是携带者的八倍多。研究人员很早就怀疑HLA与此有关，幸运的是，全国登记册中包含了他们正在寻找的数据。全国骨髓捐献者计划/BeTheMatch是美国最大的HLA类型志愿捐献者登记处，它为捐献者和需要骨髓移植的人牵线搭桥。但他们仍需要了解捐献者对COVID-19的抵抗情况。于是，他们求助于加州大学旧金山分校开发的一款名为COVID-19公民科学研究的移动应用程序。他们招募了近3万人，这些人也在骨髓登记册中，并在大流行的第一年进行了跟踪。当时，疫苗尚未问世，许多人因工作需要或在可能暴露的情况下接受了常规COVID检测。加州大学旧金山分校流行病学和生物统计学教授、医学博士、公共卫生硕士马克-普莱彻（MarkPletcher）说："我们并没有打算研究遗传学，但我们很高兴看到我们与霍伦巴赫博士和国家骨髓捐献计划的多学科合作取得了这一成果。"样本限制和研究结果主要研究群体仅限于那些自我认同为白人的人，因为最终的研究受访者中没有足够的其他民族和种族群体的人可供分析。研究人员确定了1428名未接种疫苗的捐献者，他们在2020年2月至2021年4月底期间检测结果呈阳性，当时疫苗还未广泛上市，检测结果还需要很多天才能出来。其中，136人在检测结果呈阳性前后至少两周内没有任何症状。只有一种HLA变异--HLA-B*15:01--与无症状COVID-19感染有很强的相关性，而且这种情况在两个独立的队列中都得到了证实。重症COVID-19感染的风险因素，如年龄较大、超重和患有糖尿病等慢性疾病，似乎与无症状感染者无关。国家骨髓捐献计划/BeTheMatch研究副总裁马丁-迈尔斯（MartinMaiers）说："我们很荣幸能合作开展研究，这项研究有可能利用长期公共投资建立国家登记处，帮助治疗疾病，提高我们避免未来流行病的能力。"了解免疫反应为了弄清HLA-B15是如何消灭病毒的，霍伦巴赫团队与澳大利亚拉筹伯大学的研究人员进行了合作。他们研究了T细胞记忆的概念，即免疫系统如何记忆以前的感染。研究人员观察了携带HLA-B15但从未接触过SARS-CoV-2病毒的人的T细胞，发现这些细胞仍然对新型冠状病毒中名为NQK-Q8肽的一部分有反应。他们得出的结论是，接触过一些季节性冠状病毒（这些冠状病毒有一个非常相似的肽，叫做NQK-A8）的人体内的T细胞能够迅速识别SARS-CoV-2病毒，并做出更快、更有效的免疫反应。拉筹伯大学教授兼实验室主任斯蒂芬妮-格拉斯（StephanieGras）说："通过研究他们的免疫反应，这也许能让我们找出促进对SARS-CoV-2免疫保护的新方法，从而可用于未来疫苗或药物的开发。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396963.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396963.htm

科学家揭秘儿童体内主动对抗COVID-19的秘密武器

科学家揭秘儿童体内主动对抗COVID-19的秘密武器为什么儿童和青少年感染严重的SARS-CoV-2病程比成年人少得多？德国癌症研究中心的科学家们现在发现，在感染前，儿童上呼吸道的免疫系统要比成人更加警觉和活跃，因此能够更好地抵抗病毒。感染SARS-CoV-2严重病程的危险因素很多，包括高血压、糖尿病、肥胖或原有心脏病。但最明显和最突出的严重病程风险因素是年龄。在COVID-19大流行期间，不到0.001%的受感染学龄儿童死于感染。随着年龄的增长，死亡率几乎呈指数增长，高龄者的死亡率超过了10%。虽然最初的病毒载量没有明显差异，但儿童和青少年的症状比成年人尤其是老年人少，病程也较短。儿童鼻黏膜的主动防御能力早在2022年，柏林夏里特医院（Charité）的柏林健康研究所（BIH）和德国癌症研究中心（DKFZ）的研究人员就迈出了重要的一步，以了解儿童对严重的COVID-19疾病具有显著抵抗力的原因：他们发现，健康儿童的鼻黏膜上皮细胞长期处于"高度戒备"状态。分子背景：儿童鼻黏膜细胞中通过RNA基因组识别病毒并启动干扰素反应的感应蛋白比成人丰富得多。因此，病毒一进入细胞，就能被迅速识别和抗击。但是，为什么儿童的鼻粘膜能更好地抵御SARS-CoV-2呢？为了回答这个问题，MarcoBinder和他在DKFZ的研究小组与来自BIH的同事一起，对健康儿童鼻腔粘膜的细胞组成进行了更详细的单细胞研究。DKFZ病毒学家的主要研究成果：与成人相比，儿童鼻腔粘膜中的免疫细胞数量明显增多。即使在健康、未感染的儿童中，单个免疫细胞也会产生更多的促炎细胞因子。免疫系统通过这些信使与粘膜细胞交流，刺激它们产生感应蛋白。"研究证明，这些细胞因子的低剂量存在会使气道上皮细胞处于高度警戒状态。然后，粘膜细胞通过提高病毒传感蛋白的产量来武装自己，使它们能够更快地对SARS-CoV-2感染做出反应"。儿童的保护机制因此，儿童似乎天生就有一种对呼吸道感染的强大保护机制，这种机制很可能也能抵御其他病毒。马可-宾德解释说："然而，在大流行期间，这种区别尤为明显，因为每个人的免疫系统都是第一次接触这种冠状病毒。就普通感冒或流感等其他感染而言，成年人已经通过反复接触病毒建立了免疫记忆，有助于抵御病原体。因此，儿童较强的病毒防御能力的效果不再明显。"宾德还提到了另一个特别之处："SARS-CoV-2在我们的细胞中繁殖速度极快，而且它还有很多伎俩来关闭细胞病毒报警系统的传感器。因此，婴儿保护机制对这种病原体尤为重要。对于其他呼吸道感染来说，儿童和成人之间的差别可能没有那么大"。这位科学家计划在未来的研究项目中进一步调查这个问题。"马可-宾德认为，可能值得探索针对SARS-CoV-2和其他呼吸道感染的预防策略。"这种方法可以模仿儿童粘膜组织的细胞组成，例如，通过吸入低剂量细胞因子制剂"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400821.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400821.htm

新研究发现吸电子烟会增加 COVID-19 感染风险

新研究发现吸电子烟会增加COVID-19感染风险加利福尼亚大学河滨分校的一项研究发现，使用电子烟或吸电子烟者有感染SARS-CoV-2的风险，SARS-CoV-2是导致COVID-19在全球持续传播的病毒。电子香烟中使用的液体称为电子烟液，通常含有尼古丁、丙二醇、植物甘油和调味化学品。研究人员发现，丙二醇/植物甘油单独或与尼古丁一起会通过不同的机制增强COVID-19感染机会。研究人员还发现，在电子液体中添加苯甲酸可以防止丙二醇、植物甘油和尼古丁引起的感染。研究结果刊登在《美国生理学杂志》上。分子、细胞和系统生物学系博士后研究员、该研究论文的第一作者拉塔波-潘德通（RattapolPhandthong）说："吸食仅由丙二醇/植物甘油或pH值为中性至碱性的电子液体产生的气溶胶的用户更容易感染病毒，而吸食由苯甲酸（pH值为酸性）电子液体产生的气溶胶的用户与不吸食者具有相同的病毒易感性。"实验方法和结果研究人员从人体捐献者身上获得气道干细胞，制作出人体支气管上皮的三维组织模型。然后，他们将这些组织暴露在JUUL和BLU电子香烟气溶胶中，研究其对SARS-CoV-2感染的影响。他们发现，所有组织中的ACE2（SARS-CoV-2病毒的宿主细胞受体）含量都有所增加。此外，还发现在接触尼古丁气溶胶的组织中，病毒感染细胞所必需的酶TMPRSS2的活性也有所提高。研究生部教授普鲁-塔尔博特（PrueTalbot）是范德通的导师，她说，电子烟使用者应谨慎吸食电子烟，因为有些产品会增加他们感染SARs-CoV-2的几率。她说："为了保护健康和不再依赖尼古丁，吸烟者最好戒烟。如果他们不能停止吸食，最好是吸食酸性pH值或含有苯甲酸的电子液体产生的气溶胶，以防止尼古丁、丙二醇和植物甘油导致的SARS-CoV-2感染增强。不过，吸入苯甲酸也有风险，目前这方面的数据还很有限"。复杂性和未来方向研究人员承认，电子烟与SARS-CoV-2易感性之间的关系很复杂。Phandthong说："造成这种复杂性的原因是电子烟液的种类繁多、每种电子烟液的化学成分以及电子烟的不同型号。我们的研究只使用了经典烟草味JUUL电子烟和BLU经典烟草味电子烟。即使只使用这两种电子烟，我们也发现气溶胶和个别成分对SARS-CoV-2感染产生了不同的影响。"Phandthong和Talbot希望食品药品管理局能利用他们的研究成果来实施电子烟产品的监管法律："我们的研究结果还有助于改进涉及使用烟草制品和SARS-CoV-2感染的临床试验的设计。与此同时，值得注意的是，科学文献表明，感染了SARS-CoV-2的吸食者在恢复期间会出现更多的并发症，而且更有可能患上长COVID-19，这种并发症可能很严重，而且会在感染后持续好几个月。我们希望我们的研究结果能鼓励吸食者停止吸食，并劝阻非吸食者不要开始吸食。"研究小组只调查了SARS-CoV-2感染的初期阶段。感染还有许多后期阶段，例如病毒复制。吸入电子烟气溶胶很可能也会影响到这些其他阶段。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421697.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1421697.htm

研究显示COVID-19感染包括多种SARS-CoV-2病毒变体

研究显示COVID-19感染包括多种SARS-CoV-2病毒变体凯斯西储大学（CWRU）的研究人员对360名COVID-19患者的病毒感染进行了基因排序。他们发现SARS-CoV-2病毒有广泛的遗传变异，表明所有的个体感染都包括病毒的多种变体。研究人员指出，有关该病毒的报告通常强调一个单一的优势毒株。这导致了对病毒遗传变异的报道不足，并可能在公共卫生计划和反应中产生严重后果。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315833.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1315833.htm