日本出现变异新冠病毒并快速扩散，将会产生哪些影响？医学上应如何解读这一变化？ 第1页

简单总结：根据个人查询比对计算，日本新病毒株依然是欧洲型D614G，但是发生了一点变异，和它最接近的是美国病毒株。

——————文章大纲——————

本文较长，其行文大体上按照以下逻辑进行，大体上就像侦探小说一样看：

1，这个新闻是真的吗？——确认

2，有没有病毒株的信息?——有

3，发生了变异吗？——发生了

4，变异是什么样子？——属于欧洲型D614G（可以理解为归类）

5，和欧洲型那一支具体病毒株更接近？——美国病毒株

6，D614G为什么备受关注？——感染力更强。

———第一部分，新闻是否属实？———

由于假新闻流行，所以在开始，我们首先确认了新闻的来源。

我们在日本nhk上报到了这个内容

新闻上提到了这样一句话：

However, cluster infections started to occur across the country from mid-June onwards.
A genetic analysis of virus samples taken from these clusters found they were mutated versions of the European strain.

进一步到日本的官方去找^[1]

不过真的服气，多亏自己曾经学过日语，并一直不间断的从影音上获取日语知识，所以我找到了这个内容

新型コロナウイルスSARS-CoV-2のゲノム分子疫学調査２ (2020/7/16現在)

その後、感染は一旦収束傾向を見せて、緊急事態宣言の解除及び段階的に様々な活動を再開する中で、6月から7月にかけて東京都を中心に再び新規感染者数が増加し、単純な検査陽性者数では緊急事態宣言下における時期を上回る報告が認められる。

也确认了6月份之后的爆发。从数据上也可以直接看到日本的确是新冠确诊人数出现了第二波暴增，而且超过了第一波。

从感染群体上，日本此次感染呈现了明显的年轻化，30代以下感染群体占据了50%的比例。

尽管目前尚未看到死亡率和重症率攀升，但是二者和确诊有时间差，所以还需要时间来确认。

因此，本着对新冠病毒株研究的思路，去寻找此次日本病毒株序列。

———日本的新病毒株序列是什么？———

GISAID数据库是目前收集新冠病毒序列最全的数据库，因此打开GISAID数据库，去查找日本最新上传的序列，发现在2020年7月30日，日本上传了一条登录号是Accession ID:EPI_ISL_510545的新冠病毒序列。

该病毒株命名为hCoV-19/Japan/Hu_KngFJ_23RD5/2020。

信息熵，是在6月份采集，7月30日上传，符合此次日本病毒株流行的时间线。上传机构为Takayuki Hishiki Kanagawa Prefectural Institute of Public Health。

————该病毒序列是否发生了变异？————

新闻上提到了病毒株发生变异，因此我们接下来就来分析该病毒株的序列信息。

相比于武汉上传的参考病毒序列，这条新序列多了24bp的插入（插入就是多了，说明基因发生了变化）。

Insertion of 24 nucleotides when compared to the reference sequence.

当然，这很正常，病毒从武汉上传之后，就发生了许多变异，在全世界形成了数百个病毒株，那这条序列的变异如何？

该序列上有11个SNP，1个insertion，1个deletion

病毒属于欧洲型D614G

首先看SNP，果然发现了熟悉的D614G（QHD43416.1:p.614D>G）

这些SNP注释包括13(synonymous_variant:3; intergenic_variant:2; missense_variant:7; upstream_gene_variant:1)

看来这次序列依然是欧洲型病毒株D614G（文末有解读），该病毒型在今年2月份-3月份首次出现，然后迅速占领全球，成为各国流行的病毒株。包括6月份发生在北京的第二波新冠疫情也是属于该病毒型。

不过，该序列和之前日本序列有差异，如下图所示，和5月14日上传的病毒序列相比，该病毒株呈现了明显的变异。

尤其是这次新序列多了一个indel，可能这个indel对病毒的传播性有了一些影响。

—————最接近的病毒株是哪一个？——————

尽管是欧洲型D614G，但是欧洲型扩散到了全世界，所以要进一步看病毒株。

为了确定该病毒株相似度最高的序列，我去做了个blast（哈哈，生物学的人一定很熟悉这个），也就是和数据库中的其他病毒基因组进行比较^[2]。

结果如下

通过比对，我们发现数据库中有两条序列和此次日本流行的病毒株相似度最高，分别是MT276329 和MT276330（这个是编号）。

Score = 55166 bits (29873), Identities = 29879/29882 (99%), Gaps = 0/29882 (0%)

所以看了一下这两条序列啥情况

MT276329

该序列采样地为：United States / Florida

同属于D614G分支

另一条序列也是如此，MT276330 ，采样地是美国的佛罗里达。

所以，该不会是美国毒株传过去的吧？

所以当前日本可能要关注下这个病毒株到底是什么情况，是不是比D614G原病毒株还厉害？有没有新的特点。

所以，初步判断：日本新病毒株依然是欧洲型D614G，但是发生了变异，和它最接近的是美国病毒株。

当然，总体上，依然是科学防控最重要，中国已经交出了好的答卷，就看会不会抄了。

————D614G病毒型究竟是怎么回事？————

所谓D614G指新冠病毒氨基酸序列的第614位由原来天冬氨酸(Aspartic acid,缩写为D)发生了变异，变成了甘氨酸（Glycine，缩写为G）。

那么，这个D614G很特殊吗？答案是的，因为这个变异被认为是一个具有强传染性的变异。

我们首先看一下该病毒株在流行病学上的特征。

可以看到在2月之前的时候，全世界流行的病毒株主要是D614（橙色），但是从2月起，新的突变株G614（蓝色）开始快速增加，并且迅速成为了占世界主流的病毒株，这一情况在全世界各地都在上演。以至于到了4月的时候，全球的主要流行病毒株一半以上是G614病毒株了。

而G614之所以传染性这么强大，跟这个变异有很大关系。D614G发生在新冠病毒的S蛋白区域。也就是新冠病毒表面那些凸起的地方，也是新冠病毒命名中的“冠”的来源。这些凸起对于新冠病毒本身至关重要，它可以和我们细胞上的ACE2受体进行结合，使得我们的细胞将其当做正常物质而吞入，于是就发生了感染。因此，S蛋白对于新冠病毒来说就是一把开启细胞的钥匙。而这个D614G的变异，恰好造成了S蛋白结构发生了一些变化。

如上图所示，D614G导致了病毒核心S蛋白的构象发生了改变。原本和相邻的T859之间的氢键作用力发生了改变，而这种改变，到底有没有影响到病毒的性质呢？研究人员认为这种改变可能有两种影响

1. 使得病毒两个亚基S1S2之间的相互作用减弱，使其更容易和细胞发生融合，从而传染性增强。
2. 增加ADE效应，所谓ADE效应,是指“抗体依赖增强症”(antibody-dependent enhancement)。一般情况下，我们感染了病原体后会获得特异性免疫，且生成记忆细胞，这样下次感染的时候免疫就会迅速激活从而发挥作用。但是有的时候，这种特异性免疫反而是有害的，那就是如果病原体发生了变异再次入侵，机体没有辨别清楚只是产生之前的免疫，而这种免疫事实上对于变异后的病原体是无效或者有限的。但是，机体认为自己已经进行了免疫并阻断了这个变异病原体，所以不再去应对新病原体。结果就是感染后的人，会比没有抗体的人，症状更严重。结合SARS病毒的研究，研究人员推测这种变异可能会导致ADE效应增加。

事实上，对于D614G的感染能力变强，已经有多个相应的实验证据来佐证了。

来自佛罗里达州Scripps Research Institute的研究人员用新冠病毒关键蛋白S蛋白构建了D614和G614的伪病毒并用来感染人肾上皮细胞系293T，然后检测感染后细胞中的荧光变化，发现变异后的G614感染细胞能力明显提高，如下图中的所示，G614感染细胞能力要高出D614一个数量级[3]。

无独有偶，来自纽约基因组研究中心Neville E. Sanjana团队采取类似的策略构建了包含D614G在内的新冠S蛋白伪病毒，然后用其来感染三种人体细胞，分别是肺细胞（A549）、肝脏细胞（Huh7.5）和结肠细胞（Caco-2），然后用流失细胞计数来检测感染后的荧光强度[4]。

结果发现D614G变异在三种细胞系中均提高了伪病毒感染细胞的能力，起提升比例高达2.4-7.7倍，尤其是在肝脏细胞中，这种变异后感染能力提升最为明显。

不仅仅是细胞研究层面，事实上，在现实群体检测中，也观察到了类似的情况，G614患者体内的病毒量要高于D614患者体内的病毒。

（说明，上图是检测的循环要求，越低表明病毒载量越高，可以看到G614患者病毒载量更高）。

上述研究都佐证了一个事实：D614G属于感染性更强的病毒株。

1 Sanche S, Lin Y T, Xu C, et al. High Contagiousness and Rapid Spread of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2[J]. Emerging Infectious Diseases, 2020, 26(7).

2 Spike mutation pipeline reveals the emergence of a more transmissible form of SARS-CoV-2

3 Lizhou Zhang et.al,The D614G mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces S1 shedding and increases infectivity

4 Zharko Daniloski et.al,The D614G mutation in SARS-CoV-2 Spike increases transduction of multiple human cell types

补充说明：本内容分析由个人完成，受制于病毒株上传信息以及个人分析能力限制，因此不能保证正确性，本文仅供参考。

由于目前信息非常少，且日本方面并没有最新的研究论文，因此，以下内容悬而未决

1，该病毒株是否感染性更强？还是仅仅是因为人群放松警惕而导致的扩散？

2，该病毒株是否致病性更强？目前确诊人数攀升，死亡人数和重症人数也在攀升，但比率并未有攀升，这要取决于最终的总人数，因为病毒感染到发病要有一个周期。

3，D614G及此次日本的变异株，是否会影响疫苗有效性？全球人都想知道，科研工作者也不例外，但是截至目前：未知~

不过，前期有一个研究，就是重医发了一篇研究，用康复病人的血浆抗体的中和实验。发现大部分情况下，康复者的抗体可以中和感染者，但也存在部分患者没有效果，这意味着，即便是来自标准病毒的抗体，也不能起到100%的效果，意味着D614G改变了S蛋白的免疫原性。以此推测，疫苗效果不一定有那么好。

最后说一个比较常规的内容，病毒变异是正常情况，但是有些变异是比较关键的。新冠也不是一天诞生的，它在40多年前就出现在蝙蝠身上了，知道2019年才到达人类身上。如果没有变异，是不会感染人引发了2020年的疫情。在目前数百个新冠变异株中，D614G是一个重要变异。

所以过度夸大变异是不合适的，但是忽略变异那是无知的。

参考

1. ^日本国立感染症研究所 https://www.niid.go.jp/niid/ja/basic-science/467-genome/9787-genome-2020-2.html
2. ^国家生物信息中心 https://bigd.big.ac.cn/ncov/release_genome

6月中旬以来日本出现了变异后的、具有新型基因序列的新冠病毒。变异的主要特点是感染性加强，毒性降低。

1.变异新冠病毒感染性加强

日本连续多日新增确诊病例超过1000例，8月3日甚至达到1998例。累计确诊病例在不到一个月的时间里从2万例增加到4万例，增速明显加快。

7月7日，日本国内确诊病例累计超过2万例，8月3日超过4万例，在不到一个月的时间就翻了一番。

东京都一直是日本新冠疫情的“重灾区”，截至3日，已连续7天单日新增确诊超过200例。东京都3日报告累计确诊病例13713例，超过日本国内确诊病例数量的三分之一。

2. 变异新冠病毒毒性降低

虽然日本确诊病例数快速增加，但重症病例数、病亡率等指标显示目前疫情形势没那么严重。近期日本新增病例中年轻人较多，重症患者数量较少。日本内阁官房长官菅义伟多次强调，目前日本的疫情形势和三四月份不同，东京都的重症病例数在最多时曾有105例，而目前只有16例。最近一个月，日本新冠死亡病例仅为40例。

3. 日本应对策略

日本政府没有明确承认第二轮疫情的到来，并一直没有再次宣布紧急状态。日本政府不仅没有采取或倡导任何限制性措施，还逐渐放开社会活动，7月22日起推出了旅游补贴政策以提振经济。

目前看来，日本社会正处于与病毒长期“共存”的状态。首先，日本在收治新冠患者时，采用“抓重放轻”的对策，将医疗资源向重症患者倾斜，允许轻症患者居家隔离，以避免出现医疗资源崩溃的局面。迄今，东京都有500多名患者居家隔离，还有近千人等待住院或者在酒店隔离。