Alpha變種病毒傳染力強 中研院發現關鍵機制

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新冠肺炎疫情席捲全球,其中Alpha變種病毒(原稱英國變種病毒)在今年初迅速蔓延全球,被列為高關注變異株。中研院研究發現,Alpha株特有A570D突變扮演重要分子開關,能讓N501Y突變序列直接跟棘蛋白結合、增強病毒與宿主結合能力,這項研究登上國際期刊。

Alpha突變株傳染力為什麼較武漢株以及D614G變異株強,中研院生物化學研究所副研究員徐尚德研究團隊近日透過冷凍電子顯微鏡,建立高解析度Alpha突變株棘蛋白分子結構,研究發現關鍵機制,發表在全球頂尖期刊「自然-結構與分子生物學」(Nature Structural & Molecular Biology)。

徐尚德接受訪問時指出,研究團隊研究發現,Alpha突變株上特有A570D突變扮演重要角色,就像垃圾桶的腳踏板調節蓋子開闔方式一樣,A570D突變可調控受體結合功能區塊上下開闔的結構變化,進而調控宿主受體ACE2的結合,影響病毒感染的活性。徐尚德研究團隊也透過病毒實驗,證明如果把A570D突變改掉,病毒感染能力就會跟著受影響。

另外,Alpha突變株棘蛋白受體結合功能區塊上帶有另一個突變序列N501Y,可顯著增強與宿主ACE2受體的結合能力;實驗證明,N501Y突變能夠讓棘蛋白與宿主受體ACE2結合能力增強2至3倍,進而提供解釋Alpha突變株感染能力較強的分子機制。

目前所有新冠肺炎疫苗都是以新冠病毒表面棘蛋白為基礎進行開發,徐尚德提到,當病毒與宿主結合時,人體會產生抗體,但N501Y突變會導致部分抗體失效,「抗體跟抗原就像鑰匙鎖頭,只要稍有變動,抗體辨識能力就會失效」。

徐尚德指出,Alpha突變株的N501Y突變在南非Beta突變株及巴西Gamma變種株上也有,另外許多不同地方產生的突變株似乎在快速演化過程中都會產生相同的突變序列,降低疫苗及中和抗體的療效。目前研究團隊針對Beta株、Gamma株、Delta株及Kappa株的最新研究工作也顯示,許多突變會改變棘狀蛋白其他區塊的分子結構,這些結構變異也可以用來解釋其他文獻報導發現中和抗體失效的原因,因此這次研究確實可提供相關資訊,以利開發更有效的疫苗。

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