嚴重呼吸綜合征冠狀病毒2(新型冠狀病毒)基因組包含單鏈加鏈核糖核酸基因組(ssRNA()基因組)。ssRNA()的基因組大小在26到32千堿基(kb)之間，由于3’到5’核酸外切酶的“校對”機制，它具有高保真復制。

　　自2019年12月首次出現以來，新型冠狀病毒基因組一直在進化，并在適應人類宿主的過程中顯示出準物種多樣性。盡管迄今為止在新型冠狀病毒基因組中發現的成千上萬個突變中的大多數都不是顯著的功能改變，但它們已經被證明在病因學上是有價值的。

        

　　背景

　　到目前為止，新型冠狀病毒已經變異成五種令人擔憂的變種。Alpha、Beta、Gamma和Omicron  VOC共享基本峰值突變“N501Y”，而“P681R”對Delta的擴散至關重要。

　　自2019年冠狀病毒疾病(新冠肺炎)疫情開始以來，研究人員預測將發生重大突變，尤其是在刺突蛋白中。2020年4月宣布的D614G突變導致傳染性更強的G15毒株在全球范圍內取代了病毒的遺傳背景，而不影響疫苗的效力。

　　然而奧米克隆變異VOC共有的N501Y突變導致感染率和傳播增加，疫苗效力下降，新型冠狀病毒感染新物種(如野生型小鼠)的能力增強。另一個重要的突變是P681R，它改變了furin蛋白酶的切割位點，導致Delta變體更大的傳染性、傳播性和全球影響力。


　　關于研究

　　鑒于這些發現，最近在medRxiv  *印前服務器上發表的一項研究評估了P681R、N501Y和D614G突變(MOCI)自然同時發生的風險，這些突變目前因融合進化而備受關注。這導致與以前發現的變體相比，新型冠狀病毒變體更受關注，并指出最近的Omicron  VOC具有N501Y但沒有P681R突變。

　　目前的研究還旨在建立一種方法和管道，用于分析具有顯著突變組合的變體的傳播。

      

　　這里，數據是從全球共享所有流感數據倡議(GISAID)中提取的，這是世界上最大和最完整的新型冠狀病毒序列文件。準物種理論和計算機模擬被用來評估研究結果。本文分析了來自GISAID的420多萬條新型冠狀病毒基因組序列，確定2020年10月至2021年11月，N501Y和P681R突變在D614G突變峰值背景下至少發生了3678次。這三個MOCI的首次觀測是2020年10月17日在斯洛文尼亞進行的；然而，該國沒有報告隨后的事件。


　　研究成果

　　GISAID數據挖掘顯示，3，678個條目(0.1%)包含MOCI，其中大部分是Alpha  (61.3%)變體和Beta  (0.4%)、Gamma  (6.4%)、Delta  (21.2%)和Omicron  (0.0%)菌株。此外，在當前或以前的感興趣的變異體中鑒定出了這些MOCI中的一些(VOI)，包括Mu  (0.3%)、Kappa  (0.2%)和Iota  (0.02%)菌株。在未被歸類為揮發性有機化合物、VOI、受監測的變異體(VUM)或特定亞譜系的其他變異體中也檢測到10.2%的一小部分。

　　

　　描述2020年10月至2021年10月在不同國家、州和城市觀察到的P681R、N501Y和D614G突變的新型冠狀病毒變異體開始和結束的離散時間表。具有50個或更多觀測值和10個或更多觀測值的國家和城市被認為是重要的，因此包括在該時間表中。

　　在大約110萬個Alpha和Omicron  VOC條目中發現了Y501-H681組合。在3 678起常見事件中，三分之二發生在法國、土耳其或美利堅合眾國，而其他57個國家報告了其他事件。

　　此外，55.5%和39.6%的共現分別與Q4和P.1.8亞譜系有關，并獲得P681R。同時，10.7%和3.8%分別與Delta  B.1.617.2譜系和AY.33亞譜系相關，獲得N501Y，其余10.2%與其他變異體相關。N501Y和P681R分別具有選擇性的優勢。然而，Y501-R681的組合并沒有在所有測試案例中優于其他變體。

       
　　影響

　　盡管目前的研究結果對全球公共衛生倡議來說是令人鼓舞的，但在缺乏令人信服的科學研究來解釋這一事件的情況下，需要進行體外和體內研究。目前，該研究還建立了一個管道，用于系統分析公共領域數據中重要突變的組合，并提供傳播預警。

　　盡管預測將提供最佳選擇優勢的特定突變組合仍然是一個挑戰，但以前在其他主要譜系中觀察到的突變可能會在當代菌株中自發重新出現，從而增加其傳染性并惡化疾病預后。

        

　　本研究發現，同時發生的三個關鍵突變D614G、N501Y和P681R似乎沒有傳播。雖然在三個國家得到證實，但Y501-R681的組合并沒有超過其他變體。

　　本研究中使用的方法可用于確定一些突變組合的遺傳性，特別是在奧米克龍變異體中，該變異體包含幾個未識別的突變。