【突破】科学家发现新冠变异病毒基因组中的缺失片段，有望为更有效治疗新冠患者带来希望！

近日，比勒费尔德大学生物技术中心和伯特利福音医院的研究人员在他们开展的新研究中发现：如果新冠病毒的基因组中有由于突变而从中缺失的基因片段，那么新冠病毒样本的自动基因分析就始终会遗漏这些缺失了的基因片段。该研究团队通过他们的实验发现：在他们分析的新冠病毒样本中，ORF8基因片段中的一大部分都缺失了。很多科学家认为这个基因区域可以有助于延缓（降低）人体对入侵的病原体的防御反应，如果这个基因区域消失了，那么病毒的致病性就很有可能会得到降低，最终带来的结果就是病毒对人体造成的伤害、病症就不会那么严重。他们将这项研究成果发表在《Viruses》杂志一篇题目为“Multiple Occurrences of a 168-Nucleotide Deletion in SARS-CoV-2 ORF8, Unnoticed by Standard Amplicon Sequencing and Variant Calling Pipelines”的文章中：

比勒费尔德大学生物技术中心的遗传学家、首席研究员Jörn Kalinowski博士说：“在我们的生活中，当医院和学校对人们进行新冠病毒的常规检测，以确定人们是否被感染时，他们的主要目的是遏制新冠病毒的进一步的感染、防止感染人群的扩散；在实验室里，当研究人员在采用广泛使用的PCR法对样本进行检测并分析的时候，我们的目的不仅仅是确定周围是否有被感染的人，我们这样做的另一个目的是：如果找到一个病例，我们要对这个患者的感染途径进行分析和调查，以确定这是由哪一种变异病毒导致的。要做到这一点，只需要确定个体中对于常见变异病毒具有典型特征的基因片段就足够了。目前，这种分析方法在整个欧洲进行的新冠病毒检测中一般都得出了相同的结果：Delta变异病毒比其他的新冠变异病毒更具传染性！威力更大！”

Kalinowski解释说：“如果要将一种常见病毒变体识别出来，只需要几个基因片段就足够了；也正是因为这个因素，实验室通常都可以爽快接受他们无法识别其他基因片段的事实。”基因组不能被完全确定的一个原因是：样品的准备不充分；然而，除此之外，还有一种情况就是分析软件往往不能最佳地将核苷酸的个体识别出来，这些核苷酸是病毒基因组的基因构建块。然后，软件再将字母N写入基因序列，而不是用来代表病毒基因组的基因构建块字母A, T, G和C。

图为比勒费尔德大学生物技术中心的遗传学家JörnKalinowski教授和他的团队正在使用最新的纳米孔测序技术，对最长的可能基因片段进行测序，并识别新冠变异病毒中基因组中的缺失。 

现有的软件以一种误导人的方式记录缺失的基因片段

比勒费尔德大学的研究团队通过他们的的研究发现：这种临时的方法很容易会导致一个具有深远影响的问题。该研究的合著者、比勒费尔德大学生物技术中心的生物信息学教授Alexander Sczyrba博士说:“新冠病毒的基因突变会导致病毒变异，其中较长的基因片段被删除。我们还注意到：即使整个基因片段根本不存在，常用的标准软件也会进入基因序列中的占位符，然后字母N在基因序列中被成行地编写出来。”

Jörn Kalinowski说：“这是一个系统性的错误，因为基因组中的这种缺失是未来我们了解冠状病毒的重要线索。当基因片段中有缺失时，存储在受影响基因中的属性也会消失。随着病毒的复制，这些特性将不再传递开来。此外，导致病毒以更大的威力威胁到人类的突变不能再在基因组的这种缺失中发展。我认为这种缺失的基因片段可能是新冠病毒适应人类作为宿主的原因之一；这将使病毒更具传染性，但同时也降低了它的危险性。然后这种病毒就会变成地方性的流行病。换句话说，它会定期出现在不同的地区，就像其他被人们所熟知、存在已久的冠状病毒一样，这些冠状病毒现在只会给我们带来感冒了，而这些感冒一般是不会带来生命威胁的。”

了解病毒变异有助于重建感染链

研究人员在分析EvKB病毒样本时发现了该病毒的基因缺失。在这家医院中，医护人员和患者持续接受了新冠病毒的检测。Kalinowski的研究团队自2020年4月以来一直在分析该医院的样本。在这些科学家的分析中，他们收集了含有病毒遗传物质的提取物，这些提取物来自检测结果为阳性的新冠患者的拭子。EvKB微生物学负责人、该研究的合著者、资深医师Christiane Scherer博士说：“对样本的详细分析使我们能够在病例被发现时重建感染链。”在2021年1月和2月第二波疫情的高峰期， Scherer和她的团队发现了一组感染新冠的患者，他们立刻通过广泛筛查和追踪的方式控制患者将病毒扩散开来，他们的这种抑制方法取得的结果是有效的，因为新冠的变异病毒B.1.1.294的传播途径被切断了，这种变异病毒最终无法在病房内进一步传播或者扩散给他人。

比勒费尔德大学生物技术中心的这一项分析和实验证明：他们对受感染病房采取的这些隔离措施是成功的。Jörn Kalinowski报道说:“我们之所以能够如此精确地表述这一点，是因为我们发现了这种新冠变异病毒的一个特别特殊的特征：在这种变异病毒的遗传密码中，有168个核苷酸缺失。在ORF8基因区域中缺失了基因构建块，这种遗传信息可能是病毒成功延迟了被感染个体的免疫反应作用的原因。

分析软件增加的功能

与标准的PCR法检测很不同的是，科学家们之所以能够检测出缺失的核苷酸，是因为他们还应用了纳米孔测序仪器。与通常的测序仪相比，这些特殊的仪器使测定较长的基因片段变成可能。研究人员还为基因分析软件增加了一个新的功能，这种新的功能可以正确检测和标记基因序列中缺失的核苷酸。根据Kalinowski所说，这是他们的研究团队确定部分ORF8基因区域是否已经缺失的唯一方法。

Christiane Scherer说：“这项分析不仅使我们能够确定我们医院的感染群体，而且还确保了病毒变异已经进入了一个‘死胡同’，在这种病毒被抑制之后，没有人会再感染它。”

进化树形图显示了所调查的病毒突变体的相关变异

比勒费尔德大学生物技术中心的研究人员想知道缺失基因片段的那些变异病毒的起源。为此，他们从新冠病毒变异的中央数据库中获取原始数据，并使用自己专门研发的软件进行评估。Alexander Sczyrba解释说：“运用这种方法，我们能够确定我们正在研究的新冠变异病毒的其他祖先是源于哪里的，并且在哪里可以找到类似的变异病毒。”科学家用SARS-CoV-2的树形图说明了结果。例如，这表明了以前在丹麦发现了变异病毒的前身。

比勒费尔德大学生物技术中心的研究人员还希望让其他科学家能够精确地识别新冠变异病毒中缺失的基因片段。为此，他们正在进一步研发分析软件，包括源代码，以便在相关平台上下载。

Jörn Kalinowski说：“对我们来说，如果我们想弄清楚病毒中单个基因的功能以及它是如何进化的，那么搜索到含有删除基因片段的进一步变异是很重要的。但这需要获得全国范围内分析的冠状病毒样本的所有原始数据。只是现在不幸的是，目前严格的数据保护法规阻止了这一点。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2021-10-sars-cov-variant-deletion-genome.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。