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【前沿速递】SARS-CoV-2变异株的命名规则和Delta毒株的特点
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COVID-19疫情自2019年底被发现以来,造成大量人群的感染。伴随着感染人数的增加和疫情的持续,SARS-CoV-2不断进化和变异,产生了大量的病毒变异株,其中一些变异株的传播能力和致病性明显提高,还有一些毒株出现抗原逃逸现象,这些变异株引起了公共卫生部门和民众的关注。在国内外的报道中,经常出现“B.1.1.7“,“P.1”, “Alpha”,“伦敦变异株”等称呼,读者很难知晓这些命名的含义。最近印度出现的变异株因其传播速度快,致病性高引起广泛关注,在各种报道中,针对该毒株出现了”印度突变株”,”B.1.617.2”,”Delta”(德尔塔)等各种称呼。鉴于SARS-CoV-2变异株命名的复杂性,以及按照区域命名造成的污名化和歧视,WHO在2021年5月31发布了依据拉丁字母对受关注的SARS-CoV-2变异株的命名规则[1],这种命名规则简单可行,且容易在媒体间传播,WHO也鼓励政府机构、媒体和公众使用这些新的命名来称呼这些变异株。


1.  Pango, GISAIDNextstrain命名规则


1.1 Pango命名规则

Pango, GISAID,和Nextstrain命名是依据病毒进化距离命名的,其中Pango最为常用(图1),如在伦敦首先发现的B.1.1.7,南非最先发现的B.1.352,印度目前在流行的B.1.617.2,均为Pango命名[2]。Pango命名前面的英文字母代表属于某一个支系[3],后面的点和数字代表来源于前面支系的第几个子代分支。如以B.1.1.7为例,B.1.1.7是B.1.1支系的第七个子代支系,C.1是C支系的第一个子代分支。Pango命名法将谱系名称限制在最多四个层次的祖先,以确保谱系名称不会过长,当某一个支系后面的数字超过3个时,将产生一个新的字母支系。如B.1.1.1的下一个子代支系不叫B.1.1.1.1,而是生成一个新的支系C支系,命名为C1;在巴西传播的关切变异株被称为P.1,而不是B.1.1.28.1。Pango命名能清楚表示出该突变株在进化上位置,以及和其他突变株的亲缘关系的远近。

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图1:Pango 各支系在进化树上的位置

1.2 GISAID命名规则

GISAID命名是根据病毒基因组的进化距离来命名的[4]。GISAID命名不是按照字母顺序A,B,C来依次命名,而是依据突变位点的氨基酸变异来命名。2020年2月携带S-D614G突变的毒株在全球迅速传播,这群变异株就被命名为G。大的支系可以继续向下划分,如G支系后续又分支为GH,GR支系[5],支系后面可以标注关键的突变位点。如伦敦突变株B.1.1.7在GISAID命名系统中为GR/501Y.V1”。GISAID各支系携带的关键突变见表1。

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表1: GISAID各支系的命名和标志性突变

1.3 Nextstrain 命名规则

Nextstrain命名是以年份开头,后续依次按照字母顺序来命名变异株[6],如B.1.1.7在Nextstrain命名规则中命名为“20I(V1)”。Nextrain定义一个新的支系需要满足以下3个条件之一:(1)在全球流行超过2个月且比例超过本时期流行株总数的20%以上;(2)在某个地区流行超过2个月且比例高于本地区同时期流行毒株的30%;(3)出现引起公共卫生风险的变异(如501Y.V1和501Y.V2)。

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图2:Nextstrain 命名支系在进化树上的关系


2. WHO 命名规则


Pango, GISAID和Nextstrain的命名方法具备较好的科学性,在科学研究中被广泛使用。但对公众来说,这种命名远离大众认知,很难知晓名字背后的科学意义。为了便于公众对这些变异株的讨论和认识,WHO推荐使用希腊字母(Alpha,Beta, Gamma)来命名重要毒株[7]。依据这些变异株的传播力、致病力不同,将其分为“关切变异株”(variant of concern, VOC)和“关注变异株”(variant of interest, VOI)。

2.1 关注变异株(Variant of interest, VOI

VOI毒株需满足以下两个条件之一:相比较参考毒株,变异株基因组的变异引起了病毒表型的改变;变异株引起社区传播或者在多个国家地区传播。目前,WHO公布的VOI主要包括以下几种:

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图3:WHO公布的VOI

2.2 关切变异株(Variant of concern, VOC

相比较VOI变异株,VOC毒株的公共卫生风险更高,更受大众关注。VOC必须满足以下3个条件之一:① 传播能力增强或者流行特点出现不良方向的改变;② 毒力增强或者临床致病性增加;③ 毒株的变异使公共卫生,社会干预措施,或现有诊断、疫苗、治疗方法的有效性降低。VOI是科学家和普通群众重点关心的变异株,媒体常常报道的伦敦突变株,南非突变株,巴西突变株,和最近出现的印度突变株,均为VOC。

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图4:WHO公布的VOC


3.Delta变异株的传播力和临床特征


Delta毒株去年10月份在印度首次出现,随着今年2月份印度第二波疫情的爆发,Delta毒株迅速变成印度主要的流行毒株。目前Delta毒株已经传播到全球92个国家:英国目前90%的流行毒株均为Delta毒株,近期美国感染Delta毒株的患者比例迅速上升。世卫组织首席科学家苏米娅·斯瓦米纳坦(Soumya Swaminathan)在6月18日表示,Delta变异株的传播能力显著增强,该毒株正成为导致目前全球新冠疫情的主要致病变异株,引起了全球的广泛关注。

英国公共卫生局的报告显示,Delta毒株的传播能力比英国变异株Alpha突变株高60%[8]。Delta突变株S蛋白上的P681R突变增强和加速了SARS-CoV-2S介导的膜融合,并对疫苗诱导的中和抗体产生抗性[9]。英国检测了250个辉瑞的BNT162b2疫苗接种者对各种VOC的中和抗体滴度,结果显示,与野生型相比,针对Delta变异株的中和抗体滴度下降了5.8倍,而Alpha变异株只下降了2.6倍[10]。目前,Delta毒株已进一步演变为“Delta+”,这种变异株对印度正在推行的“抗体鸡尾酒疗法”表现出很强的耐药性[11]

Delta毒株引起的临床症状似乎更为严重,感染Delta毒株的患者住院风险是Alpha毒株的2倍[12]。疫苗对Delta毒株感染的有效性也有所降低(核酸阳性),两剂辉瑞疫苗可将感染Delta变种的风险降低79%,对Alpha变种的感染风险则降低92%;而对于牛津和阿斯利康开发的疫苗,针对Delta和Alpha毒株的有效性分别是60%和73%[12]。对于有症状的感染,两剂辉瑞疫苗对Delta毒株和Alpha毒株的有效性分别是88%和93%,两剂阿斯利康疫苗对这两种毒株的有效性分别是60和66%[13]。但接种疫苗依然可以有效避免重症,英国公共卫生局对14,019名Delta变异株病例分析显示,辉瑞疫苗接种两剂后可将感染Delta毒株后住院的风险降低96%;阿斯利康疫苗接种两剂后可将住院风险降低92%[14]。目前,我国也发现了Delta毒株感染的病例,国产疫苗的对Delta毒株的有效性值得关注。


参考文献(上下滑动)

1. WHO.WHO announces simple, easy-to-say labels for SARS-CoV-2 Variants ofInterest and Concern 2021 [cited 2021 JUN 22]. Available from:https://www.who.int/news/item/31-05-2021-who-announces-simple-easy-to-say-labels-for-sars-cov-2-variants-of-interest-and-concern.

2. OliverPybus.Pango Lineage Nomenclature: provisional rules for naming recombinantlineages 2021 [cited 2021 JUN 22]. Available from:https://virological.org/t/pango-lineage-nomenclature-provisional-rules-for-naming-recombinant-lineages/657.

3. RambautA, Holmes EC, O'Toole A, Hill V, McCrone JT, Ruis C, et al. A dynamicnomenclature proposal for SARS-CoV-2 lineages to assist genomicepidemiology. Nat Microbiol. 2020;5(11):1403-7. Epub 2020/07/17. doi:10.1038/s41564-020-0770-5. PubMed PMID: 32669681; PubMed CentralPMCID: PMCPMC7610519.

4. HanAX, Parker E, Scholer F, Maurer-Stroh S, Russell CA. PhylogeneticClustering by Linear Integer Programming (PhyCLIP). Mol Biol Evol.2019;36(7):1580-95. Epub 2019/03/12. doi: 10.1093/molbev/msz053.PubMed PMID: 30854550; PubMed Central PMCID: PMCPMC6573476.

5. GISAID.Clade and lineage nomenclature aids in genomic epidemiology studiesof active hCoV-19 viruses 2021 [cited 2021 JUN 22]. Available from:https://www.gisaid.org/references/statements-clarifications/clade-and-lineage-nomenclature-aids-in-genomic-epidemiology-of-active-hcov-19-viruses/.

6. TrevorBedford EBH, Richard A Neher. Updated Nextstrain SARS-CoV-2 cladenaming strategy 2021 [cited 2021 JUN 22]. Available from:https://nextstrain.org/blog/2021-01-06-updated-SARS-CoV-2-clade-naming.

7. WHO.Tracking SARS-CoV-2 variants 2021 [cited 2021 Jun 22]. Availablefrom:https://www.who.int/en/activities/tracking-SARS-CoV-2-variants/.

8. HesterAllen* M, Amoolya Vusirikala*, MFPH, Joe Flannagan, MSc, Katherine A.Twohig, MPH, Asad Zaidi, MSc, COG-UK Consortium, Natalie Groves, MSc,Jamie Lopez-Bernal, FFPH, Ross Harris, PhD, Andre Charlett, PhD,Gavin Dabrera, FFPH, Meaghan Kall, MPH. Increased householdtransmission of COVID-19 cases associated with SARS-CoV-2 Variant ofConcern B.1.617.2: a national case- control study 2021 [cited 2021Jun 22]. Available from:https://khub.net/documents/135939561/405676950/Increased+Household+Transmission+of+COVID-19+Cases+-+national+case+study.pdf/7f7764fb-ecb0-da31-77b3-b1a8ef7be9aa.

9. SaitoA, Nasser H, Uriu K, Kosugi Y, Irie T, Shirakawa K, et al. SARS-CoV-2spike P681R mutation enhances and accelerates viral fusion. bioRxiv.2021:2021.06.17.448820. doi: 10.1101/2021.06.17.448820.

10. WallEC, Wu M, Harvey R, Kelly G, Warchal S, Sawyer C, et al. Neutralisingantibody activity against SARS-CoV-2 VOCs B.1.617.2 and B.1.351 byBNT162b2 vaccination. Lancet. 2021;397(10292):2331-3. Epub2021/06/07. doi: 10.1016/S0140-6736(21)01290-3. PubMed PMID:34090624; PubMed Central PMCID: PMCPMC8175044 Roche-Ventana, Pfizerand Archer Dx, unrelated to this Correspondence; personal fees fromGenentech, Sarah Canon Research Institute, Medicxi, BicycleTherapeutics, GRAIL, Amgen, AstraZeneca, BMS, Illumina,GlaxoSmithKline, MSD, and Roche-Ventana, unrelated to thisCorrespondence; and stock options from Apogen Biotech, EpicBiosciences, GRAIL, and Achilles Therapeutics, unrelated to thisCorrespondence. All other authors declare no competing interests.ECW, MW, SG, and DLVB contributed equally. GKa, CSw, SGan, and DLVBare joint senior authors. RB and DLVB are members of theGenotype-to-Phenotype UK National Virology Consortium. Fundingdetails and acknowledgments can be found in the appendix. All data(anonymised) and full R code to produce all figures and statisticalanalysis presented in this Correspondence are available online onGithub.

11. MordaniS. Coronavirus: Delta Plus is now a variant of concern in India 2021[cited 2021 Jun 26]. Available from:https://www.indiatoday.in/coronavirus-outbreak/story/covid-delta-plus-variant-declared-variant-of-concern-in-india-sources-1818121-2021-06-22?utm_source=izooto&utm_medium=push_notifications&utm_campaign=Delta%20Plus%20is%20now%20a%20variant%20of%20concern%20in%20India.

12. SheikhA, McMenamin J, Taylor B, Robertson C, Public Health S, the EIIC.SARS-CoV-2 Delta VOC in Scotland: demographics, risk of hospitaladmission, and vaccine effectiveness. Lancet. 2021. Epub 2021/06/18.doi: 10.1016/S0140-6736(21)01358-1. PubMed PMID: 34139198.

13. PHE.Vaccines highly effective against B.1.617.2 variant after 2 doses2021 [updated 22 May 2021 cited 2021 JUN 22]. Available from:https://www.gov.uk/government/news/vaccines-highly-effective-against-b-1-617-2-variant-after-2-doses.

14. StoweJ,  NACG,  EG,  LU,  RS,  S, et al. Effectiveness of COVID-19vaccines against hospital admission with the Delta (B.1.617.2)variant 2021 [cited 2021 JUN 23].




作者简介



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邹晓辉

医学博士,中日友好医院临床感染实验室,中日医院呼吸中心,助理研究员。芝加哥大学计算机学院,美国阿岗国家实验室计算、环境、生命科学研究所(CELS)postdoc访问学者。国际流感和其他呼吸道病毒协会会员(Member),多本SCI杂志审稿人。主持国家自然科学基金(青年项目)1项,参入国家重点研发计划,国家科技重大专项多项。主要研究呼吸感染,临床宏基因组学病原检测,重症病毒感染机制,基因组数据机器学习。发表SCI文章多篇。



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作者|邹晓辉、曹彬

审校|陈宏斌、余方友

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