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港大新發傳染性疾病國家重點實驗室在早期新冠病毒發現具減毒疫苗特性的突變株

2021年05月14日

新型冠狀病毒在2019年底首先在中國武漢被發現,基因組分析研究認為這是一個冠狀病毒跨物種傳播的現象,並且很快適應於人類感染和傳播。然而,病毒如何獲得跨人類傳播的能力至今仍然不明。

新冠病毒與2003年出現的SARS冠狀病毒,同樣是利用人類細胞的血管緊張素轉化酶2(ACE2)作為病毒感染的受體,但兩種病毒的傳染力差別很大,而新冠病毒突狀蛋白(spike)帶有一段鹼性氨基酸序列(polybasic motif),這段序列很可能與病毒的致病性和有效感染人類的能力相關。

香港大學(港大)新發傳染性疾病國家重點實驗室的研究團隊在早期的新冠病毒中,發現一個丟失了鹼性氨基酸序列、無致病性的突變株,為追蹤以後病毒的適應性突變,以及進一步開發高產量滅活疫苗生產株和能更有效對抗新冠病毒的減毒疫苗,帶來重大突破。

研究結果剛於學術期刊自然通訊發表(按此瀏覽期刊文章)。研究團隊成員包括香港大學李嘉誠醫學院微生物學系的陳鴻霖教授;傳染病學講座教授、霍英東基金教授(傳染病學)袁國勇教授及科學主任王培博士等。

在倉鼠實驗中,研究團隊發現該丟失了鹼性氨基酸序列的突變株,對倉鼠幾乎沒有致病性,在感染過程可誘導全面的體液和T細胞免疫反應,卻沒有引發野生型病毒一樣的不良免疫反應。同時,感染過突變株病毒的倉鼠,可以完全抵禦野生型病毒的再感染,這發現至為重要,顯示該突變株具有減毒疫苗的特性。

團隊在人類細胞培養實驗中,發現早期的新冠病毒很快便會失去突狀蛋白鹼性氨基酸序列,但不影響其在人類細胞中的繁殖、帶突變株的病毒,其繁殖速率甚至比原型病毒更高,這對利用病毒製備滅活疫苗,具有重要的意義。

研究結果亦進一步印證了新冠病毒是從動物跨物種感染人類。過往在蝙蝠和穿山甲雖然也曾發現與2019新冠病毒很相似的突狀蛋白序列冠狀病毒,但這些病毒都沒帶有鹼性氨基酸序列。在感染人類的早期階段,這段新冠病毒鹼性氨基酸序列的病毒基因組並不穩定,容易發生丟失。在隨後的人類傳播過程中,新冠病毒繼續作出其他適應性突變,使得能夠穩定地帶有鹼性氨基酸序列在人類有效地傳播。研究團隊因而推測這段鹼性氨基酸序列與新冠病毒跨物種感染人類有關,很可能是通過不同病毒間發生重組產生。

「這種丟失鹼性氨基酸序列的現象只在早期的病毒中發現。然而,病毒流行僅一年多已經發生多次適應性突變,這些突變穩定了病毒的結構,使得近期流行的病毒在人類細胞中繁殖不再丟失鹼性氨基酸序列。」陳鴻霖教授解釋說。

「我們的研究也說明,新冠病毒仍然處於適應人類的過程,更多的突變株將會在疫情中出現,我們必須對新的突變病毒株做準備。同時失去突狀蛋白鹼性氨基酸的突變病毒具有低致病性和在培養細胞中的繁殖力比一般野生型病毒高,是作為滅活病毒疫苗生產的理想毒株。」陳教授補充說。

 

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請聯絡香港大學李嘉誠醫學院(電郵︰medmedia@hku.hk)。

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(medmedia@hku.hk).