本文根據東京大學成果發布編譯而成
東京大學醫科學研究所感染與免疫部門病毒感染領域的河岡義裕教授等人的研究團隊，與美國北卡羅來納大學、美國威斯康星大學和日本國立感染症研究所組成的聯合研究團隊共同對目前正在全球蔓延的新冠病毒（SARS-CoV-2）的變異體病毒（刺突蛋白攜帶D614G突變）的特性進行了凡汐，發現D614G突變會提高病毒的增殖適應力以及在動物間的感染傳播能力。
新冠病毒SARS-CoV-2自2019年12月報告確診以來，至今仍在全球範圍持續蔓延。期間出現了發生突變的病毒（D614G）、即刺突蛋白的第614位胺基酸殘基天冬氨酸被甘胺酸取代的變異體病毒，目前在全球蔓延的就是該變異體病毒。
刺突蛋白在SARS-CoV-2的病毒顆粒表面表達，通過與寄主的接受者結合來完成感染。此前實施的先行研究通過對蛋白質結構進行解析發現，隨著刺突蛋白髮生D614G突變，其結構往往會變得容易與寄主的接受者結合。不過，此前無論是在細胞水平上，還是在感染動物個體水平上都不清楚D614G突變對SARS-CoV-2病毒的特性、增殖能力和病原性有何影響。
此次通過利用反向遺傳學方法人工合成了野生型病毒和僅刺突蛋白髮生D614G突變的病毒（D614G病毒），由此嚴密調查了這種突變產生的影響。
作為感染標誌物，研究團隊分別針對野生型和D614G病毒人工合成了表達螢光酵素的病毒，比較細胞的吸收情況。比較發現，感染D614G病毒的細胞在感染8小時後表達出了高達3～8倍的螢光酵素。這表明，D614G突變提高了病毒侵入細胞的效率。
另外，為比較病毒在人體呼吸系統中的增殖情況，研究團隊比較了病毒在從人體鼻上皮和肺部分離出來的初代細胞中的增殖情況，發現在鼻上皮細胞中，D614G病毒的增殖速度明顯更快。在Vero-E6細胞和A549-ACE2細胞（在人肺源細胞系A549中表達SARS-CoV-2的接受者ACE-2的細胞）等實驗細胞系中未發現這種傾向。
另外，為調查D614G突變對動物個體的影響，研究團隊使用人ACE2轉基因小鼠和倉鼠進行了感染實驗。首先，為比較病毒在呼吸系統中的增殖情況，使實驗小鼠和倉鼠感染相同感染滴度的野生型病毒或D614G病毒，比較了病毒在肺部和鼻甲中的增殖情況，發現野生型病毒和D614G病毒在人ACE2轉基因小鼠及倉鼠中均無顯著差異。在感染後的肺部發炎程度方面，野生型病毒和D614G病毒的感染個體之間也未發現顯著差異。也就是說，D614G突變對動物個體的病原性沒有明顯影響。
此外，為調查D614G突變對病毒的感染傳播的影響，研究團隊還利用倉鼠實施了飛沫感染傳播實驗。
首先使倉鼠感染野生型病毒或D614G病毒（感染個體），為避免直接接觸，在距離感染個體的籠子5cm遠處的籠子中飼養了未感染個體（暴露個體）。針對野生型病毒和D614G病毒分別準備了8對倉鼠（一隻感染個體和一隻暴露個體組成一對）。野生型病毒2天后未從暴露個體的鼻腔灌洗滌液中檢測出病毒，但4天后8對倉鼠的曝露個體全部檢測出病毒。而D614G病毒在暴露2天后，8對倉鼠中就有5對的曝露個體檢測出病毒。該結果表明，D614G突變提高了飛沫感染效率。
圖1：為SARS-CoV-2野生型病毒和D614G病毒的飛沫感染傳播實驗用倉鼠接種SARS-CoV-2野生型病毒或D614G病毒（感染個體）。一天後，將裝有未感染個體（暴露個體）的倉鼠籠子放置在感染個體5cm遠處，調查了是否會發生飛沫感染傳播（左圖）。暴露2天后，野生型病毒未發現傳播，而D614G病毒在8對倉鼠中有5對發生傳播感染（右圖）。
最後，為在動物個體中比較病毒的增殖適應力，利用倉鼠實施了競爭傳代實驗。使倉鼠感染野生型 : D614G=1:1的混合病毒，3天后利用從肺部分離出來的病毒感染了下一代倉鼠。在第三代倉鼠中，從肺部分離出來的病毒種群（Population）顯示D614G病毒佔上風。該結果表明，不僅是細胞，在動物個體中，D614G突變也增強了增殖適應力。
論文資訊
題目：SARS-CoV-2 D614G Variant Exhibits Efficient Replication ex vivo and Transmission in vivo
期刊：Science
URL：science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.abe8499
日語發布原文
編譯：JST客觀日本編輯部
