评论文章

前面。摩尔。地中海,2022年10月17日
秒。分子微生物和疾病
卷2 - 2022 | https://doi.org/10.3389/fmmed.2022.917201

洞察致病性冠状病毒基因组组织SARS-CoV-2:暗示新变体的出现,实验室诊断和治疗选择

Fikru b Bedada ¹*

Gezahegn Gorfu ^1、2

Shaolei腾 ³ www.雷竞技rebatfrontiersin.org

玛格丽特·e·Neita¹

¹临床实验室科学、护理和盟军的健康科学学院,霍华德大学,美国华盛顿特区
²霍华德大学医学院病理学系,华盛顿特区,美国
³艺术与科学学院生物学系,霍华德大学,美国华盛顿特区

SARS-CoV-2 RNA病毒是一种新型的人畜共患积极意义(ssRNA +)属于属β冠状病毒(x) Coronaviridae家庭。这是疾病的疫情的病原体,COVID-19。这是第三个浸在世界范围内引起肺炎在过去的2年。到目前为止,它已经引起了全世界大量死亡。值得注意的是,新出现的遗传变异赋予有效传输和免疫逃避仍然是一个挑战,尽管死亡人数减少的情况下,由于有效的疫苗接种方案(增加)和安全协议。因此,信息利用从SARS-CoV-2基因组组织寻求实验室诊断和治疗是必不可少的选择。在这里,我们回顾以前流传变异SARS-CoV-2指定变量的担忧(VOC)包括α(联合王国),β(南非)、γ(巴西),δ(印度),最近循环VOC,ο(南非)及其发散subvariants (BA.1、BA.2 BA.3, BA.2.12.1, BA.4和BA.5) BA.5目前成为主导和延长COVID大流行。此外,我们地址的作用突变分析计算模型可以预测重要的残留,导致遗传性,毒性,免疫逃避和SARS-CoV-2的分子检测。与此同时,利用SARS所致的免疫生物学的重要性浸2和主持人互动为治疗目的;和使用基于在slilico biocomputational方法来实现这一目的通过预测新治疗药物瞄准PRR toll样受体等通用流感疫苗的设计和嵌合抗体根据紧急变体已经突出显示。

介绍

该病COVID-19来突出于2019年12月后许多肺炎病因不明出现在武汉,中国陈et al ., 2020 a;黄et al ., 2020 a)。最终,这种疾病迅速蔓延到其他省份的中国和世界其它地区(陈et al ., 2020 a;黄et al ., 2020 a)。由于其持续传播,世卫组织宣布爆发国际关注的突发公共卫生事件(Zarocostas 2020)。随后,该病毒被更名为严重急性呼吸系统综合症coronaviruse-2 (SARS-CoV-2)国际病毒分类委员会(Coronaviridae研究小组国际病毒分类委员会,2020年)。到目前为止,它已经感染了604人,558年,全球7.79亿例和6483819人死亡(https://www.worldometers.info/coronavirus/)。冠状病毒(x)大,包膜,单链RNA病毒属于积极意义coronaviridae家庭(陈et al ., 2013;通用电气et al ., 2020)。他们有四个属即α,β,δ,γ浸(Hozhabri et al ., 2020)。哺乳动物主要是感染了α和β浸,γ和δx和主要感染禽类(陈et al ., 2020 b;通用电气et al ., 2020;吴et al ., 2020)。到目前为止,七浸确定导致人类疾病(吴et al ., 2020)。四个人类浸如HCoV 229 e, NL63 OC43, HKU1显示流行分布在全球范围内导致轻微的上呼吸道感染和集体与普通感冒病例10% - -30%Hozhabri et al ., 2020;吴et al ., 2020)。相反,SARS-CoV-2, MERS-CoV和冠状三种浸导致最严重的一种疾病导致下呼吸道感染,急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和死亡在人类(陈et al ., 2020 b;鲍里斯et al ., 2020)。因此,冠的病死率为10%而MERS-CoV为37% (黄et al ., 2020 b;彼得森et al ., 2020)。SARS-CoV-2,几个因素可能影响病死率,使它一个移动的目标。例如,年龄变化、疾病的存在,卫生保健系统的容量,疫苗接种、促进、安全协议等因素(Alimohamadi et al ., 2021)。根据目前的估计,从一个系统回顾和荟萃分析,总体估计汇集SARS-CoV-2病死率为1.0%在一般人群中,19%的患者年龄超过50年(Alimohamadi et al ., 2021),降低SARS-CoV-2致命但更高度传染性与它的近亲,冠和MERS-CoV。

本文以SARS-CoV-2基因组结构组织,新兴的基因改变引起VOC和功能区分的遗传性,毒性,免疫逃避,为诊断和治疗方法的影响。

SARS-CoV-2的起源和演化,MERS-CoV,冠

考虑他们的起源和演化,浸最初存在的不同种类的蝙蝠CoV-related病毒例如,SARS相关浸,即相关浸和SARS相关CoV2 (Ashour et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020;陆et al ., 2015)。随后,顺序的基因突变和重组事件允许他们适应中间宿主为例,果子狸,骆驼,穿山甲,最终获得人类(Ashour et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020)。例如,MERS-CoV源自蝙蝠,后来适应了单峰骆驼骆驼作为中间宿主(科曼et al ., 2014;Fung和刘,2019年)。同样,冠适应果子狸和浣熊犬作为中间宿主。因此,宿主跳(溢出)导致的多样性和潜在的溢出蝙蝠浸承担,这样的人畜共患病原菌可以跨越物种障碍最终感染人类(崔et al ., 2019;陆et al ., 2015)。SARS-CoV-2而言,鉴于识别起源和中间宿主的挑战以及多年的广泛的工作需求,利用经验从流感病毒很重要(高et al ., 2013)。此外,收集确凿的数据足够多数量的遗传相似性和相关地理位置提供了更好的信息(王et al ., 2021 a)。最后,全球搜索sarbecoviruses珩磨研究Rhinolophus蝙蝠、穿山甲、水貂可能是一种有效的策略来确定SARS-CoV2中间宿主(王et al ., 2021 a;赵et al ., 2020)。当一个人认为,冠状病毒是人畜共患病毒,这些种间传输浸小说会导致另一个相关的进化x (nCoVs)跳自然宿主通过一个类似的机制(溢出)。因此,尽管这种活动需要几年的持续研究,积累的数据将为未来提供了一个巨大的利益origin-tracing努力(高et al ., 2013;王et al ., 2021 a)。

严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2 (SARS-CoV-2)

如上所述,SARS-CoV-2是小说人畜共患积极意义RNA病毒属于属βCoronaviridae家庭冠状病毒(陈et al ., 2020 c;陆et al ., 2020;Paraskevis et al ., 2020)。SARS-CoV-2导致了疾病的爆发COVID-19和第三浸导致肺炎全球在过去的20年(通用电气et al ., 2020)。显然,世界已经见证了SARS-CoV-2的灾难性的后果,导致全球大流行以前所未有的挑战和全球重要的死亡。SARS-CoV-2带来的挑战的核心是高传播率相比,其亲属冠和MERS-CoV (黄et al ., 2020 b;彼得森et al ., 2020)。然而,SARS-CoV-2致命而相关物种的死亡率(黄et al ., 2020 b;彼得森et al ., 2020)。考虑到广泛的临床表现和高传输速率,导致基因改变和可变性的基因组(VOC),消除和管理SARS-CoV-2流行病的传播在可预见的未来仍将是具有挑战性的(彼得森et al ., 2020)。如上所述,信息获得的基因组组织是不可或缺的新变种引起的基因改变(突变)是发生在病毒感染(Grubaugh et al ., 2020;罗兰和Hodcroft, 2021)。当然,这是明显的突变导致的出现几个新变种SARS-CoV-2 (VOC)的能力向世界各地传播。除了复杂的基因的描述反映出遗传改变,这些紧急新的变种被更复杂的命名为α,β,γ和δ,这是以前流传变异的担忧(挥发性)(图3),ο变异,这是当前VOC (图4)。因此,理解的分子签名SARS-CoV-2是重要的实验室鉴定、遗传监测、评估毒性、遗传性、疫苗有效性和疫苗/药物(组合疗法)的发展。

SARS-CoV-2基因组组织和表达

SARS-CoV-2的基因组结构包括单链RNA基因组(ssRNA +)积极意义,大约是29.8 kb,提供的信息在其基因组序列(侯赛因et al ., 2020),图1。这种遗传信息中心了解SARS-CoV-2进化,发病机理和新出现的变异发生通过突变介导基因改变(图3,4)。遗传信息进行识别和监测尤为重要耐药变异和新疫苗针对不同抗原决定基的发展,治疗性单克隆抗体(设计嵌合抗体),和抗病毒药物组合治疗。此外,获得的信息从基因组结构对分子diagnostic-based检测是至关重要的。例如,当前实时rt - pcr核酸检测是基于从特定区域中提取目标的信息守恒的地区的年代,E, N, nsp12, nsp14 ORF1ab小说SARS-CoV-2的基因组,这是关键的设计特定的引物用于精确和特定的检测。所示图1,SARS-CoV-2基因组示意图表示模式的5′-UTR-ORF1a(黄色),ORF1b(蓝色),结构蛋白(S E M, N,橙色),附属基因散布在结构基因(灰色)和3′utr。通常,SARS-CoV-2的基因组需要两个未翻译区(utr) 5′帽结构和3′多聚腺苷酸尾,位于两个极端情况(Hozhabri et al ., 2020)。这两个utr旁边一个大重叠的开放阅读框(ORF)编码类型的多元蛋白质(陈et al ., 2020)其次是基因编码等四种结构蛋白(S),信封(E),膜(M)、核衣壳(N) (图2)和附属基因编码辅助蛋白质,其中一些分布在结构蛋白的基因,甚至重叠与结构基因(陈et al ., 2020;通用电气et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020;Yoshimoto 2020)。

图1

图1。SARS-CoV-2基因组结构的示意图。这些图表是基于信息从不同的研究(Baez-Santos et al ., 2015;伯杰和Schaffitzel, 2020;崔et al ., 2019;陈et al ., 2020 b;陈et al ., 2020 c;陈et al ., 2020;通用电气et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020;Johnson et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020;孔雀et al ., 2021;Rabaan et al ., 2020;Romano et al ., 2020;吴et al ., 2020;Yoshimoto 2020)。因此,SARS-CoV-2基因组包含两个未翻译区(utr),一个在5′帽结构和第二个3′多聚腺苷酸尾(Hozhabri et al ., 2020)。这两个utr旁边一个重叠的开放阅读框(ORF)编码类型的多元蛋白质(陈et al ., 2020)四种结构蛋白基因编码,紧随其后(S),信封(E),膜(M)、核衣壳(N);子组特定附属基因编码几个辅助蛋白质,其中一些分布在结构蛋白的基因,甚至重叠与结构基因(陈et al ., 2020;通用电气et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020;Yoshimoto 2020)。SARS-CoV-2飙升糖蛋白域(域)所示的橙色方案放大放大细节。因此,S1包括一个信号序列或肽(SP),被忽视的热带病,RBD, SD1 SD2。S2由第二个furin裂解位点(S2′)上游的融合肽(FP) HR1上,CH, CD的HR2, TM域和胞质糖肽(CP) (伯杰和Schaffitzel, 2020)。绿色框表示潜在的广谱抗病毒药物,目标分子检测目标,具体的疫苗/药物目标和遗传改变热点(新变体网站)。UTR:翻译区,ORF:开放阅读框,年代:尖峰,E:信封,M:膜,护士:核衣壳,被忽视的热带病:N端结构域,RBD:受体结合域,SD1:子区域1,SD2:子域名2 S2 ':第二蛋白酶裂解位点(furin),外交政策:融合肽,HR1上:七个重复1 CH:中央螺旋,CD:连接器领域,的HR2:七个重复2,TM:跨膜域和CP:细胞质糖肽。注意:Furin乳沟布朗网站标有箭头和绿色方框显示分子检测目标,疫苗和基因/药物目标变更(新变种)的网站。基因和蛋白质的长度并没有吸引到规模。查看附加信息文本。

图2

图2。SARS-CoV-2病毒粒子结构的示意图表示。图表描述了各种各样的四个典型结构蛋白,即蛋白(S),包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和蛋白质(N)和单链RNA (ssRNA +)积极意义。

SARS-CoV-2 ORF1a和ORF1b基因

ORF1a(黄色)和ORF1b(蓝色)两大基因翻译成多肽1 (PP1a)(黄色)是短暂的;和PP1ab(黄/蓝),非结构蛋白(NSP)长(陈et al ., 2020;通用电气et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020;Yoshimoto 2020)(图1)。值得注意的是,的第一个orf SARS-CoV-2 (ORF1a和ORF1b)占很大一部分(2/3)的基因组长度和编码16非结构化多蛋白(NSPs 1 - 16),直接从基因组RNA翻译(崔et al ., 2019)。在这方面,它是一个1核糖体转移位于ORF1a ORF1b负责生产这两大复制酶多肽(PP1a和PP1ab),病毒复制的关键重要的蛋白质(Hozhabri et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020)。功能上,两个病毒编码的半胱氨酸蛋白酶,papain-like蛋白酶(PLpro)和3-chymotrypsin-like蛋白酶(3 clpro)是进一步处理的关键球员的PPs 16 NSPs (NSPs 1 - 16) (Baez-Santos et al ., 2015;陈et al ., 2020 b;Romano et al ., 2020)。例如,x和函数的NSP14作为预防致命性突变校对机械使用其氨基端exoribonuclease(外显子)领域,和c端域(guanine-N7)甲基转移酶(N7-MTase) mRNA限制(马et al ., 2015;Ogando et al ., 2020)。鉴于这些蛋白酶和NSP14的重要性(外显子)病毒复制和转录,确保病毒传播,它们可以有针对性的开发潜在的广谱抗病毒药物抗病毒药物(pan) (马et al ., 2015;Ogando et al ., 2020)(图1绿色的盒子),用于检测(回顾了分子检测部分)。例如,Remdesivir抑制依赖RNA的RNA聚合酶(RdRp)作为核苷浸包括SARS-CoV-2的模拟;并且是fda批准的用于治疗COVID-19患者(Kokic et al ., 2021)。此外,所有浸,包括SARS-CoV-2,编码两个蛋白酶PP1A和PP1AB所需多蛋白处理(图1黄色和蓝色)(雷纳·伊格莱西亚斯,2022)。在这种背景下,关键蛋白酶chymotrypsin-like (3 cl)催化处理NSP11/16蛋白质和发展的目标是SARS-CoV-2抗病毒药物由于高序列和结构保护所有浸(雷纳·伊格莱西亚斯,2022)。这样一个例子的抗病毒药物针对病毒复制的关键机械(蛋白酶)Paxlovid从辉瑞(nirmatrelvir和例如)(雷纳·伊格莱西亚斯,2022),已收到紧急使用授权FDA(欧洲大学协会)。同样,从默克Molnupiravir提升针对病毒的病毒RNA基因突变的频率依赖RNA的RNA聚合酶(RdRp)和损害SARS-CoV-2复制(Kabinger et al ., 2021),FDA已经收到欧洲大学协会。

1核糖体转移的重要性

在决定图1PP1ab涉及1的合成核糖体转移发生在重叠区域ORFs1a和ORFs1b之间。1核糖体转移发生在平动伸长步骤所需蛋白质的表达的浸gene1,最大的基因占2/3浸基因组(贝卡尔特和Rousset, 2005;中川et al ., 2016)。因此,PP1ab编码的融合两个orf (ORF1a和ORF1b (陈et al ., 2020;通用电气et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020;Yoshimoto 2020)。功能,大部分成熟NSPs来自这两大PPs是重要的合成x和RNA (贝卡尔特和Rousset, 2005;中川et al ., 2016)。因此,1核糖体移码依赖翻译PP1ab浸的复制是一个重要的步骤(贝卡尔特和Rousset, 2005;中川et al ., 2016)。与此一致的是,减少移码效率影响的比例PP1a / PP1ab病毒传染性和复制(据报道,影响Ishimaru et al ., 2013)。随着浸进化产生最优水平的1核糖体转移为高效复制(贝卡尔特和Rousset, 2005;Ishimaru et al ., 2013;中川et al ., 2016散播他们的),这是一个x和守恒的特性包括SARS-CoV-2、冠状和MERS-CoV。

SARS-CoV-2规范结构基因

特别注意,subgenomic rna是翻译产生结构和辅助蛋白在转录/ x和基因组的复制(Fung和刘,2019年;金正日et al ., 2020)。这与SARS-CoV-2 ORF1a和ORF1b蛋白质,直接翻译RNA基因组(崔et al ., 2019)。因此,SARS-CoV-2基因组的3′端包含四个典型结构蛋白(橙色),即S、E、M和N蛋白,作为常见的实体所有浸(陈et al ., 2020 b)和(图2)。值得注意的是,M蛋白较高的数量比任何其他蛋白在病毒粒子(硕士,2006;et al ., 2005))。功能上,病毒粒子的M蛋白的形状,促进膜曲率,并结合核衣壳使用其三个跨膜域(硕士,2006;et al ., 2005))。相反,N蛋白结合NSP3蛋白质利用其两个领域帮助缆索基因组复制/转录复杂并允许病毒RNA包装成病毒粒子在病毒装配(硕士,2006;赫斯特et al ., 2009)。分子诊断,必须准确SARS-CoV-2基因组遗传信息对目标基因。因此,N蛋白与诊断很有意义。例如,N基因编码蛋白已针对性和使用提供急需的信息设计的SARS-CoV-2特定引物(https://www.raybiotech.com/coronavirus-nucleic-acid-detection-kit/ \)和(图1绿色的盒子)。此外,N蛋白大量表达在感染和高免疫原性活动。虽然E蛋白是病毒的装配和释放的关键球员从宿主细胞的病毒粒子,S蛋白基本作用对宿主细胞受体,病毒进入并确定主机取向(杜et al ., 2009;Siu et al ., 2008),图6。值得注意的是,S蛋白疫苗的目标/药物开发,和几乎所有紧急新的变种基因改变(突变)的蛋白质,使其不可或缺的一部分SARS-CoV-2基因组为临床分子检测、治疗、流行病学和研究目的。

SARS-CoV-2飙升基因

显然,S糖蛋白是特别感兴趣的,因为它是疫苗的目标/药物设计,开发和生产以及分子检测。有趣的是,SARS-CoV-2透射率高,容易遗传改变基因编码年代糖蛋白,尽管冠之间的相似性和MERS-CoV (Rabaan et al ., 2020;戴维斯et al ., 2021)。在这种背景下,SARS-CoV-2利用其S蛋白与血管紧张素转换酶2 (ACE2)和感染人类细胞(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b),图6。值得注意的是,S蛋白SARS-CoV-2包含两个地区,单元S1和S2子单元,有一个大小为180 - 200 kd (黄et al ., 2020 b;通用电气et al ., 2020)和(图1、橙色放大显示细节)。所示图6描述病毒宿主相互作用,有两个furin解理网站S蛋白(蛋白酶),一个位于S1 / S2接口,另一个在S2 ' S蛋白的位置,这些是病毒复制的关键和发病机理(Johnson et al ., 2020;孔雀et al ., 2021)。S1和S2 S糖蛋白的乳沟子单元使病毒与宿主细胞膜的融合(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b),图6。鉴于furin乳沟网站方便启动可能增加SARS-CoVs-2的传播,furin抑制剂可以作为潜在的药物靶向治疗SARS-CoV-2 (Rabaan et al ., 2020)。特别感兴趣的,删除H69 / V70 SARS-CoV-2飙升基因提高传染性的在体外和相关免疫逃逸免疫功能不全的患者(戴维斯et al ., 2021)。进一步说,当前ο变体有三个突变在furin裂解位点(陈et al ., 2021;Chavda Apostolopoulos, 2022)网站增加SARS-CoV-2传染性(陈et al ., 2021;Chavda Apostolopoulos, 2022),图4。符合这些突变,ο变体再感染的风险增加了与前任相比变异(陈et al ., 2021;Chavda Apostolopoulos, 2022)。通常,S1域与受体结合和S2域与细胞膜融合(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b)和(图6)。与此一致的是,S1包含n端结构域(元)和受体结合域(RBD)港口核心域和外部子域名(ESD) (黄et al ., 2020 b)。S2包含三个功能域,融合肽(FP),和七个重复(人力资源)和HR2 (陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b)和(图6)。因此,是否SARS-CoV-2可以与宿主细胞结合是由病毒性RBD和ACE2受体之间的亲和人体细胞(黄et al ., 2020 b;通用电气et al ., 2020)。一旦RBD结合受体在最初的阶段,然后S2构象变化,促进膜融合的三个功能域(FP, HR1上和HR2) (陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b)。有趣的是,SARS-CoV-2和冠状氨基酸75%身份在他们的年代蛋白(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b)。例如,SARS-CoV-2 S1功能域(RBD)的72% - -74.9%氨基酸序列的身份在这两种病毒,使其近亲冠(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b)。至于S2的功能域,没有明显的区别SARS-CoV-2冠除了一些非关键HR1上地区的氨基酸残基(通用电气et al ., 2020;Wan et al ., 2020)。这些相似之处及时谨慎设计独特的引物,与这些类似的区域不重叠的基因。

SARS-CoV-2 ACE2受体

如上所述,SARS-CoV-2感染人类细胞,如肺的肺泡内皮绑定ACE2受体,膜受体(通用电气et al ., 2020;燕et al ., 2020;杨et al ., 2020),(图6)。从力学上看,这个绑定导致病毒复杂的内吞作用与当地顺向的激活肾素血管紧张素醛固酮系统(老城),导致急性肺损伤,可能发展为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)在人类(通用电气et al ., 2020;燕et al ., 2020;杨et al ., 2020)。越来越多的数据表明,几个关键残留SARS-CoV-2 RBD有良好的互动与人类ACE2受体(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b;燕et al ., 2020)。大多数的RBD的残留与ACE2完全守恒(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020;黄et al ., 2020 b)。其他证据支持ACE2的受体细胞是HR1上和HR2 SARS-CoV-2域可以相互融合形成6-helical包(6-HB)类似于冠状的融合机制(通用电气et al ., 2020;夏et al ., 2020)。研究,利用结构分析的证据证明,SARS-CoV-2强烈与ACE2与冠(陈et al ., 2020 d;通用电气et al ., 2020)。通过阐明SARS-CoV-2年代的低温电子显微镜结构蛋白质,是记录SARS-CoV-2绑定到ACE2与10-20-fold亲和力高于冠(Wrapp et al ., 2020)。有趣的是,六个突变的存在受体结合主题遏制授予SARS-CoV-2 S糖蛋白亲和力ACE2高于冠(伯杰和Schaffitzel, 2020),表明突变诱导获得的功能(占更高传输速率的SARS-CoV-2) (伯杰和Schaffitzel, 2020;墙壁et al ., 2020;Wrapp et al ., 2020)。机械的证据告诉ACE2绑定触发构象变化促进蛋白酶进一步打通S2,其次是脱落的S1和S2重折叠成post-fusion激活状态(Cai et al ., 2020)。这是提升的收购furin裂解位点之间S1和S2,功能重要的致病性SARS-CoV-2 (“et al ., 2020),图6。

SARS-CoV-2附属基因

所有配件从subgenomic rna蛋白质翻译(Fung和刘,2019年;金正日et al ., 2020)。功能,SARS-CoV-2附属病毒释放蛋白质发挥作用,稳定、致病性和毒力,但不是病毒复制所必需的(约纳利et al ., 2020)。值得注意的是,辅助蛋白质编码的基因是不同的在不同的浸在数量方面,基因组组织序列,函数(Hozhabri et al ., 2020;歌et al ., 2019;吴et al ., 2020;吴McGoogan, 2020)。因此,基因组的3′端SARS-CoV-2港9副蛋白(3 a、3 b p6 7 a, b 7, 8, 9 b和9 c (ORF14)早期研究和ORF10] (米歇尔et al ., 2020;Yoshimoto 2020)和结构蛋白(S E M和N)。此外,附属蛋白浸在位置和大小上也存在不同的病毒子组(通用电气et al ., 2020;Hozhabri et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020)。例如,SARS-CoV-2和冠状明显不同的基因序列的两个辅助蛋白质(ORF3b和ORF8) (陈et al ., 2020 c;通用电气et al ., 2020;米歇尔et al ., 2020;Romano et al ., 2020)。此外,ORF10附属基因提出独特SARS-CoV-2和位于下游的N基因编码一个38氨基酸长肽(米歇尔et al ., 2020;Yoshimoto 2020)。这些信息是至关重要的设计独特的引物检测的目的。

SARS-CoV-2遗传变异

SARS-CoV-2的新基因变异的出现引发了强烈的兴趣在科学、临床和公共卫生专家在创建焦虑的人群。因此,为了理解和识别关注的变体,信息推断出从基因组组织是关键。它也有助于了解病毒进化和基因流行病学SARS-CoV-2 (Galloway et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021)。在这种背景下,值得注意的是,病毒发生突变(基因改变)并不少见,病毒复制的自然结果(Grubaugh et al ., 2020;罗兰和Hodcroft, 2021;穆罕默迪et al ., 2021)。通常,当与DNA病毒相比,RNA病毒往往有较高的突变(Akkiz 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;穆罕默迪et al ., 2021)。相反,由于编码酶的能力,纠正了一些错误在复制、x和产生更少的突变比大多数RNA病毒(Akkiz 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;穆罕默迪et al ., 2021)。一般来说,一旦发生基因改变,自然选择决定命运的一个新产生的突变(Akkiz 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;辛格和彝语,2021年)。例如,虽然这些突变,减少病毒健身将会减少的人口不称职的病毒,那些传授竞争优势的突变与病毒复制、传播,或逃避宿主免疫,在人口会增加。(罗兰和Hodcroft, 2021)。因此,主机内病毒进化和传播,在社区和整个国家的至少部分由自然选择(26、67、68,(辛格和彝语,2021年)。因此,基因组SARS-CoV-2组织可以提供有用的基因信息与进化的新SARS-CoV-2变异和突变被浓缩到允许人口增加循环(Akkiz 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;穆罕默迪et al ., 2021)。特别感兴趣的是识别这些变异的突变中的S蛋白氨基末端域(元)和受体结合域(RBD)。这些突变对病毒感染率有直接影响,增强亲和力ACE2 RBD的受体(Akkiz 2021;Grubaugh et al ., 2020;戈麦斯et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;辛格和彝语,2021年)和(图3,4)。理解这些突变的适应好处遗传性,抗原性或毒性是最重要的在任何努力针对干预和最终平息社区传播(Akkiz 2021;Grubaugh et al ., 2020;戈麦斯et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;辛格和彝语,2021年)。在这种背景下,基因组监测和实验室实验是重要的球员在新出现的污点前提供信息关于哪些突变出现,后来可以帮助确定这些突变改变病毒从它的前身(原始病毒)的遗传性,毒性,主机逃税,回应介入治疗和检测(Grubaugh et al ., 2020;罗兰和Hodcroft, 2021)。最后,这些工具帮助我们识别和理解哪些变异的最关心的问题。因此,关注的几个显著的变异(VOC)已确定和实施公共卫生监测策略,减少传播风险。接下来,我们将回顾先前循环VOC如α、β、γ和δ(图3),最近流传VOC尤其是ο及其subvariants (图4)。

图3

图3。之前流传的突变的不同SARS-CoV-2变体(挥发性有机化合物的仪器)。因此,突变概要SARS-CoV-2高峰地区和其他地区的基因组进行描述。突变概要文件描述的顺序从上到下的α,β,γ和δ挥发性有机化合物的仪器。的照片covdb.stanford.edu是在Creative Commons许可授权4.0国际驾照吗https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/。

图4

图4。目前流行的ο变异的突变概要(VOC) subvariants。因此,突变的地区和其他地区的SARS-CoV-2基因组进行描述。突变概要文件描述了从上到下的顺序BA.1, BA.2, BA.3, BA.2.12.1, BA.4 BA.5 subvariants。他的照片covdb.stanford.edu是在Creative Commons许可授权4.0国际驾照吗https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/。

先前循环SARS-CoV-2变异的担忧(挥发性有机化合物的仪器)

血统B.1.1.7也叫501 y。V1变异(α)

血统B.1.1.7也被称为501 y。V1 (Alpha版本命名)是一个变种的担忧(VOC),确定最初在2020年9月在英国。港口几个突变的糖蛋白和其他网站如OR1F1ab Orf8和N (Grubaugh et al ., 2020;戈麦斯et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;穆罕默德et al ., 2021),图3。例如,N501Y突变发生在受体结合域(RBD)而P681H S1 / S2 furin附近发生解理网站,一个网站有高可变性在浸(Grubaugh et al ., 2020;戈麦斯et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021)和一个潜在的治疗药物目标(Rabaan et al ., 2020)。数据显示,收购P681H突变furin网站加强乳沟的突起蛋白(戴维斯et al ., 2021;Shrestha et al ., 2022)。此外,报告结构造型SARS-CoV-2记录α变体有增强furin绑定和传染性(穆罕默德et al ., 2021)。考虑到501年y飙升变体预计人类ACE2高亲和力受体,可以想象,这些突变可能影响ACE2绑定和病毒复制(Grubaugh et al ., 2020;戈麦斯et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021;穆罕默德et al ., 2021),赋予竞技健身社区蔓延。因此,血统的扩张B.1.1.7与广泛的SARS-CoV-2情况下,实现以超强的竞争力将现有的人口优势循环变异(戴维斯et al ., 2021;Grubaugh et al ., 2020;戈麦斯et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021)。例如,人口的遗传模型表明,血统B.1.1.7传播56%比其他血统(更快戴维斯et al ., 2021;罗兰和Hodcroft, 2021)。尽管快速传播,证据显示,疫苗仍然有效againist这个变异血统(罗兰和Hodcroft, 2021;吴et al ., 2021;谢et al ., 2021)。

排列B.1.351也叫501 y。V2 (Beta版本)

的行数B.1.351也称为501 y。V2 (Beta版本命名)担心(VOC)的另一个变体是最初发现于2020年8月在南非。它港口多个突变蛋白质尤其是,RBD网站的变化,K417 N / T, E484K, N501Y以及其他基因组的一部分,OR1F1ab Orf3a, E, N (Galloway et al ., 2021;戈麦斯et al ., 2021;霍夫曼et al ., 2021),图3。基于证据从减少康复的,接种后血清中和,研究表明,一个突起蛋白突变,E484K可能会影响一些多克隆和单克隆抗体的中和能力(Weisblum et al ., 2020;王et al ., 2021 b)。此外,排列B.1.351逃避感染诱导的抗体反应,某些治疗性抗体和疫苗接种(霍夫曼et al ., 2021)。具体来说,收购E484k突变赋予抗元提高大多数马伯,RBD主题提出多个个人马伯(王et al ., 2021 b)。此外,B.1.351 9.4倍更耐中和恢复期的等离子体和10.3 - -12.4折血清从接种疫苗的个体(vaccinee血清)(王et al ., 2021 b)。

血统第1页也叫501 y。V3(γ变种)

血统第1页也称为501 y。V3(γ变体,命名)最初被确定在2020年7月在巴西游客到日本。获得突变峰值蛋白质受体结合域的值得注意的是,K417 N / T, E484K, N501Y以及基因组的另一个网站,包括OR1F1ab Orf3a Orf8和N (霍夫曼et al ., 2021),图3。这种变体后来被确定为主要的变体在巴西和随后发现在美国和其他几个国家(Galloway et al ., 2021;戈麦斯et al ., 2021)。担心由于γ变体的出现增加了传播,为再次感染倾向(这里et al ., 2021)和减少康复的中和,接种后血清(王et al ., 2021 c)。报告显示,行数第1页逃避抗体对感染的反应,某些治疗性抗体和疫苗接种(霍夫曼et al ., 2021;王et al ., 2021 b)。

血统B.1.617.2(δ变种)

血统B.1.617.2(δ变体,谁命名)是另一个关注的变体(VOC)最初发现于2020年12月在印度,随后发现在美国和世界范围内的分布(洛佩兹伯纳尔et al ., 2021;辛格et al ., 2021)。这种变体已经获得了明显的突变的蛋白质包括P681R L452R D950N以及基因组的突变在另一个网站,OR1F1ab, Orf3, M, Orf7a Orf8和N (Mlcochova et al ., 2021;詹et al ., 2022),图3。有趣的是,它缺乏E484K, N501Y突变由其他病毒株(共享詹et al ., 2022)。值得注意的是,三角洲变体具有更高的传输速率和免疫逃避能力(洛佩兹伯纳尔et al ., 2021;辛格et al ., 2021)。如上所述,furin裂解位点对确定融合很重要的病毒与宿主细胞(图6)。报告显示,收购P681R furin网站提高乳沟的突变的蛋白(Shrestha et al ., 2022)。数据从一个研究调查COVID-19疫苗的有效性B.1.617.2(δ变体)表现出较低的BNT162b2功效或ChAdOx1 nCoV-19疫苗在三角洲变体的人比那些阿尔法变体在收到单剂疫苗(洛佩兹伯纳尔et al ., 2021)。此外,一个在体外研究显示,δ变体是,留学生不太敏感的血清中和抗体得到恢复个体,不敏感和8倍从疫苗抗体引起,与野生型相比(Mlcochova et al ., 2021)。接下来,我们将检查当前循环的VOC。

血统B.1.1.529(ο变体)

血统B.1.1.529(ο变体,命名)是最近关注的变体(VOC)最初从南非(2021年11月24日报道Chavda Apostolopoulos, 2022)。SARS-CoV2使用序列的进化方法的评估显示,B.1.1.529变体已经获得了许多突变,暗示ο变体是最高度突变株在所有SARS-CoV-2变异(聂et al ., 2022;腾et al ., 2021;Tuekprakhon et al ., 2022)。中所描绘的一样图4,ο变体更错义突变积累高峰和其他基因组区域的前任相比,挥发性有机化合物的仪器,α,β,γ和δ变体(图4)。例如,60多个突变已确定在几个病毒的基因组区域即蛋白质,ORF1ab,信封,膜,核衣壳蛋白(聂et al ., 2022)。值得注意的是,峰值蛋白质由感染产生抗体的抗原目标主机和疫苗已经26 - 35周不等的目标突变是独一无二的(产生的)从原始SARS-CoV-2变体(任et al ., 2022)。值得注意的是,ο高亲和力ACE2受体由于收购替换突变,如Q493R N501Y, S371L, S373P, S375F, Q498R, T478K RBD网站(Shrestha et al ., 2021;Araf et al ., 2022),图4。此外,变体有三个在furin的裂解位点的突变,即N679K H655Y和P681H (陈et al ., 2021;Chavda Apostolopoulos, 2022),一个网站增加SARS-CoV-2传染性(陈et al ., 2021;Chavda Apostolopoulos, 2022)。符合这些突变,ο变体再感染的风险增加了与前任相比变异(陈et al ., 2021;Chavda Apostolopoulos, 2022)。例如,ο传播速度比δ变体虽然导致严重疾病(任et al ., 2022)。

可以想象,传播率高,能够规避双接种疫苗,和宿主的免疫系统可以增加卫生保健系统的负担,即使ο致命的感染是低于感染三角洲变体(曹et al ., 2022 a;任et al ., 2022)。柜台买卖带来的负担,与mRNA的第三个剂量疫苗接种疫苗可以防止严重疾病和住院增压的中和抗体水平和加强宿主免疫(任et al ., 2022)。进一步扩大疫苗提高努力在不同年龄组在卫生保健系统可以减轻压力就是明证BNT162b2疫苗授予保护ο变体在儿童和青少年(价格et al ., 2022)。

的οsubvariants

有几个subvariantsο(B.1.1.529)变体,即BA.1 (B.1.1.529.1) BA.2 (B.1.1.529.2) BA.3 (B.1.1.529.3), BA.2.12.1, BA.4 BA.5 (Desingu纳,2022年;Majumdar Sarkar, 2022)。它们有着很多类似的突变,同时也明显不同(Desingu纳,2022年;Majumdar Sarkar, 2022)。有趣的是,这些在南非发现了subvariants指示快速进化趋异subvariants (拉希米和Talebi Bezmin Abadi, 2022年)。重要的是,许多突变的存在在一些地区的基因组(图4)提出了问题,为什么这样的基因组不稳定性是发生在一个病毒有一个纠错(校对)核酸外切酶(nsp14蛋白)(陈et al ., 2021;蛀木水虱et al ., 2021)。nsp14蛋白调节病毒重组和x之间高度保守的(蛀木水虱et al ., 2021)。尽管它的作用导致了低突变率和病毒基因组的稳定性,超过六百万病毒基因组已经记录,表明SARS-CoV-2基因组的不稳定(盒et al ., 2020;Thakur et al ., 2022)。与此一致的是,如图所示图4,不同οsubvariants (BA.1 BA.2, BA.3, BA.2.12.1, B.4和BA.5)港nsp14突变(图4)。进一步说,数据显示突变SARS-CoV-2 nsp14最严重的增加了跨基因组突变负载nsp7相比,nsp8和nsp12核心聚合酶复杂(盒et al ., 2020)。正如上面所讨论的,这些subvariants是截然不同的。例如,证据显示,BA.2传染性和可能会引起更严重的疾病比BA.1 ((拉希米和Talebi Bezmin Abadi, 2022年),(陈和魏,2022年))。进一步BA.2并不影响治疗性单克隆抗体用于治疗感染者COVID,使BA.2更耐casirivimab imdevimab和sotrovimab单克隆抗体比原来ο变体(B.1.1.529) (Iketani et al ., 2022)建议健身BA.2 subvariant。

的BA.2.12.1 subvariant分化从BA.2通过收购额外突变S704L飙升和L452Q BA.2背景之上,导致突破完全接种感染和促进个人(Beheshti Namdar Keikha, 2022)。例如,之前感染BA.1似乎带给BA.212.1最小交叉免疫。因此,个体与BA.1感染也可以感染BA.2.12.1 (曹et al ., 2022 b;德尔里奥和Malani, 2022)。早期研究文档BA.2.12.1约为25%比BA.2传染性,但似乎并未引起严重疾病(Beheshti Namdar Keikha, 2022)。因此,大约有58%的SARS-CoV-2隔离测序属于BA.2.12.1截至2022年5月(德尔里奥和Malani, 2022),这表明subvariant健身。

BA.4和BA.5 subvariants还像更多的比BA.1 BA.2,出现在南非和欧洲显示竞争优势在病毒复制、传播性和免疫逃避(德尔里奥和Malani, 2022;Tuekprakhon et al ., 2022)。尤其是收购L452R和F486V替换突变带来BA.4 BA.5 ACE2-binding亲和力增加的能力,更强的中和逃税,以及遗传性高于BA.2 (德尔里奥和Malani, 2022;Tuekprakhon et al ., 2022)。鉴于潜在的69 - 70 del L452R, F486V替换突变改变SARS-CoV-2峰值之间的亲和力和人类ACE2 (腾et al ., 2021;Tuekprakhon et al ., 2022),我们有一个执行在网上分析探讨影响病毒变体的spike-ACE2交互。我们发现一些突变可能增强亲和力(腾et al ., 2021)。例如,L452R位于spike-ACE2复杂的接口(图5)。我们观察到L452R可以增加亲和力(ΔΔΔG =−0.395千卡每摩尔)SARS-CoV-2飙升至人类ACE2 (腾et al ., 2021)。符合我们的发现,L452R突变被发现在οBA.4/5变体,发现中发挥关键作用的免疫逃避(Tuekprakhon et al ., 2022)。

图5

图5。SARS-Cov-2飙升和人类ACE2蛋白质的结构表示。SARS-CoV-2飙升受体结合域(RBD、黄色)及其交互区域(橙色),人类受体ACE2(绿色)及其交互区域(青色)显示为漫画。SARS-CoV-2飙升L452残留物(蓝色)显示为棍棒。生成的数据是使用PyMOL (http://www.pymol.org/)基于PDB ID: 6 lzg。

SARS-CoV-2变异和分子检测

检测SARS-CoV-2使用真正的time-polymerase连锁反应(rt - pcr),多个基因靶向诊断分析(Thakur et al ., 2022)。这是为了确保SARS-CoV-2检测的特异性和灵敏度,减少错误的积极性。典型的病毒基因用于这样的诊断包括年代,N(包含N1和N2地区的N基因),E, nsp12, nsp14 ORF1ab等。(王et al ., 2020)。特别是针对高峰确保特异性基因,因为它有独特的核苷酸序列SARS-CoV-2因此最小化可能发生大的其他浸(Thakur et al ., 2022)。鉴于观察频繁的S基因突变,商业套件和探针集必须定期验证检测新的变种,避免假阴性结果(王et al ., 2020;Thakur et al ., 2022)。与此一致的是,S基因目标失败已经报道α和ο变体(王et al ., 2020;Thakur et al ., 2022)。因此,qPCR测试,利用e基因目标失败成为有用的快速检测οδ变体(变体沃尔特et al ., 2022)。相反,BA.2缺乏e基因特征目标失败,使三角洲和BA.2相似,因此很难区分这两个变量(拉希米和Talebi Bezmin Abadi, 2022年)。由于忽略的可能性BA.2 subvariant(被称为隐形ο),e基因目标失败本身并不足以满足监控买卖的传播(拉希米和Talebi Bezmin Abadi, 2022年)。另外,BA.2可以脱离其他变体通过设计引物测序或定位特定的突变(拉希米和Talebi Bezmin Abadi, 2022年)。值得注意的是,尽管其他基因,如N和RdRp (nsp12)不太容易突变,任何突变引物结合地区可以减少试验敏感性和导致假阴性报告(拉赫曼et al ., 2021;王et al ., 2020)。例如,N-gene内突变可能影响rt - pcr的灵敏度测试被描述(拉赫曼et al ., 2021;王et al ., 2020)。同样,SNP Q289H发生在N-gene影响正向引物结合和rt - pcr检测灵敏度明显下降(Vanaerschot et al ., 2020)。特别是,ο变体港nine-nucleotide N-gene删除,跨越职位28370 - 28362,单N基因检测rt - pcr测试化验预计将产生假阴性的结果(Thakur et al ., 2022;Vanaerschot et al ., 2020;王et al ., 2020)。

如上所述,挥发造成的挑战是明确的,迫切需要进行遗传流行病学调查管理正在进行的大流行和更好的病人护理。在这方面,最好的方法是全基因组测序(WGS)。然而,WGS是昂贵和耗时的大规模运行(Kanjilal和唐,2022;王et al ., 2021 d)。另外,快速和可靠的多重PCR平台,利用一组四个突变特定PCR为基础分析了(王et al ., 2021 e)。这些检测可以检测所有三个RBD突变,包括N501Y E484K, H69-V70del L450R (王et al ., 2021 e)。类似的方法扩展到识别早期循环SARS-CoV-2通过针对οο变体特定峰值(S) insertion-deletion突变(indel_211 - 214)中观察到B1.1.529 / BA。1血统和subvariants (Sibai et al ., 2022)。同样,多路复用平台可以检测五VOC和感兴趣的三个变体(VOI)开发了筛查突起蛋白缺失69年到70年,和242年到244年(s - d242 - 244)以及S-N501Y S-E484K, S-L452R突变在临床样本已知阳性SARS-CoV-2在2021年初(王et al ., 2021 d)。感兴趣的,这些多重rt - pcr结果有100%的一致性与WGS发现的菌株,确凿的准确性(王et al ., 2021 d)。可以理解的是,这些基于多重rt - pcr检测可能没有足够高的吞吐量以满足发展的需求SARS-CoV-2变异(Boudet et al ., 2021),需要高通量筛选试验的发展。CoVarScan单一PCR试验使用8-plex片段分析,检测8个突变区域,三个循环地删除区域(RDR: RDR1、RDR2 RDR3-4),三个RBD突变(N501Y、E484K和L452R),和两个orf (ORF1A和ORF8) (克拉克et al ., 2022)。因此,CoVarScan有价值识别几乎所有挥发性有机化合物的仪器,看到并能够检测新兴SARS-CoV-2变异(青木et al ., 2022;克拉克et al ., 2022),并使其成为一个健壮的检测策略,有效分流的一个子集正样本进行确认和负样本识别使用费时和昂贵的全基因组测序(WGS)。

交互的SARS-CoV-2所需的主机和蛋白酶

启动成功的入口,蛋白质水解是一个基本的机械,SARS-CoV-2使用部署融合肽插入膜和获得进入宿主细胞(Koppisetti et al ., 2021)。为此,与宿主细胞受体ACE2 SARS-CoV-2绑定,这为飙升铺平了道路蛋白质进行感染过程中蛋白水解作用(纳et al ., 2020)。在这方面,内部融合肽需要暴露通过构象变化(Zhang et al ., 2021)。这些措施最终促进质膜融合(内吞作用),允许其病毒RNA病毒进入并释放到细胞质和翻译接踵而来的宿主细胞(Koppisetti et al ., 2021;纳et al ., 2020;Zhang et al ., 2021),图6。所示图6,三种蛋白酶参与SARS-CoV-2突起蛋白的蛋白水解作用,即furin、一个proprotein转化酶,TMPRSS2(跨膜蛋白酶丝氨酸2),细胞表面蛋白酶,和溶酶体组织蛋白酶蛋白酶(刘et al ., 2021)。功能,furin 1型跨膜蛋白,分离S1与S2域通过裂开PRRA multibasic站点S1 / S2边界(刘et al ., 2021)。另一方面,TMPRSS2是一种2型跨膜蛋白,促进了膜融合通过裂开S2站点和暴露内部融合肽(刘et al ., 2021;纳et al ., 2020)。溶酶体局部组织蛋白酶促进融合病毒囊膜与膜诱导蛋白质水解后病毒粒子的内吞作用(刘et al ., 2021;纳et al ., 2020)和(图6)。

图6

图6。SARS-CoV-2和宿主细胞相互作用的示意图表示。该计划描述了蛋白质,细胞结合,内吞作用,病毒脱壳,和翻译。三种蛋白酶参与SARS-CoV-2突起蛋白的蛋白水解作用,即Furin、一个proprotein转化酶,TMPRSS2(跨膜蛋白酶丝氨酸2),细胞表面蛋白酶和组织蛋白酶、溶酶体蛋白酶。这些图表是基于信息从不同的研究(Koppisetti et al ., 2021;纳et al ., 2020;Zhang et al ., 2021)和(刘et al ., 2021)。

角色SARS-CoV-2 pamp与TLR为PRRs一半

值得注意的是,SARS-CoV-2感染的严重程度和杀伤力与细胞因子风暴,SARS-CoV-2诱导过度活跃的免疫系统造成损害有牵连的组织或器官(Choudhury穆克吉,2020;Choudhury et al ., 2021 a;智利的et al ., 2021)。从力学上看,宿主先天免疫系统诱导炎症反应和消除病原体感染期间识别病原体相关分子模式(pamp)通过模式识别受体(PRRs) (Choudhury穆克吉,2020;Choudhury et al ., 2021 a;智利的et al ., 2021)。PRR的一个显著的例子是toll样受体(TLR)等(Choudhury穆克吉,2020;Choudhury et al ., 2021 a;智利的et al ., 2021)。这些SARS-CoV-2传感,炎性细胞因子生产促进MyD88-dependent促炎性细胞因子激活的生产(Kurt-Jones et al ., 2000;郑et al ., 2021)。Myd88 TLR适配器所需的蛋白质产生炎性细胞因子如TNF-α和il - 6后β-coronavirus感染(郑et al ., 2021)。在这种背景下,一些近期作品文档不同的角色的半个TLR SARS-CoV-2作为配体,PRR。例如,分子对接研究已经证明重要的绑定SARS-CoV-2原生突起蛋白TLR1、TLR4和TLR6 TLR4显示最强的蛋白质蛋白质相互作用与峰值(Choudhury穆克吉,2020)。有趣的是,最近的研究也记载了另一个SARS-CoV-2组件(包膜蛋白)作为TLR2配体在细胞外水平(郑et al ., 2021)。在这份报告中,E蛋白诱导炎症比得上PAMP3不需要病毒条目(郑et al ., 2021)。此外,最近的一次在网上研究记录细胞内的角色通常在SARS-CoV-2 mRNA传感、TLR3绑定NSP10, TLR7结合E蛋白,和TLR9识别结合S2 mRNA,暗示NSP10 E蛋白和S2病毒量相关的分子模式(pamp) (Choudhury et al ., 2021 a)。这些观察结果通知的可能性目标SARS-CoV-2一半(pamp)和TLR (PRR)交互用于治疗目的。

宿主免疫、免疫调节、疫苗、化疗或组合方法对紧急SARS-CoV-2变体

如上所述,飙升的热点是糖蛋白基因改变,使它的一个有趣的区域SARS-CoV-2基因组研究和监测目的。因此,基因组监视SARS-CoV-2变异主要集中在突变的糖蛋白,主要有两个原因(罗兰和Hodcroft, 2021;洛佩兹伯纳尔et al ., 2021)。首先,S蛋白对宿主细胞ACE2受体介导依恋其次,它是一个主要的目标宿主免疫反应产生的中和抗体感染后或通过接种疫苗(罗兰和Hodcroft, 2021;洛佩兹伯纳尔et al ., 2021)。鉴于这些基因改变妥协的潜在疫苗有效性和逃避宿主抗体(免疫逃避),强烈的兴趣突变发生在峰值糖蛋白和其他网站(王et al ., 2021 c;这里et al ., 2021)是一种可行的研究策略。当前ο变异及其个亚系好例子(图4)。因此,定义这些基因改变,他们的潜在影响疫苗效果,需要大规模监测SARS-CoV-2进化和宿主免疫力。更强的传染性变种像三角洲的崛起,目前ο及其不同个亚系加强需要进一步SARS-CoV-2基因组监测和替代治疗方法。正如上面所讨论的,认识到高峰的糖蛋白SARS-CoV-2感染为主要武器,其作为人类TLR4的配体,需要进一步针对TLR4治疗途径。符合这个概念,接下来,我们试图回顾辅助治疗的选择。

针对pamp / PRRs (SARS-CoV-2主机交互)兼职组合疗法

认识到TLR为主要的先天免疫识别病原配体和受体诱导促炎反应,针对这个途径治疗目的为了带来了针对缓解COVID-19造成免疫病理表现(Choudhury穆克吉,2020;Choudhury et al ., 2021 a;智利的et al ., 2021)。因此,除了药物和/或疫苗在发展现状,了解宿主炎性细胞因子生产的机制通过β-coronavirus传感等免疫军火库TLR,打开新方法辅助治疗策略应对严重疾病由于COVID-19 (Choudhury穆克吉,2020;Choudhury et al ., 2021 a;智利的et al ., 2021)。在这种情况下,主要的发展多目标嵌合疫苗(名为AbhiSCoVac)稳定与tlr, MHC受体报告使用基于slilico biocomputational方法(Choudhury et al ., 2022)。由于AbhiSCoVac假设对所有致病冠状病毒工作,它可以是一个合理的治疗方法来管理新兴SARS-CoV-2变异(Choudhury et al ., 2022)。类似的方法可以延长心脏心脏损伤是covid杀伤力的另一个标志。因此,针对TLR蕴含着巨大的希望对患者造成COVID-19诱导心脏损伤(Choudhury穆克吉,2021)。在另一个上下文中,由于减少的效果单一的单克隆抗体对新兴变体(MAB),需要嵌合抗体可以目标突变体变种,从而显示改进的功效在单一马伯报道(Das et al ., 2021)。重要的是,组合治疗,包括化疗和免疫治疗作为治疗治疗疗法需要进一步调查Choudhury et al ., 2021 b)。因此,疫苗等免疫疗法提供了预防作用和恢复免疫内稳态,病毒与宿主相互作用有可能阻止化疗,抑制病毒条目,扩散,抑制有害的炎性环境COVID-19患者(Choudhury et al ., 2021 b)是探索可行的选项。

结论的话

理解SARS-CoV-2是必不可少的,因为它的基因组组织行动让临床实验室工作人员(分子诊断),病理学家(分子病理学),流行病学家(分子流行病学)和研究产品的病毒基因组,蛋白质酶、抗原和抗体。中所描绘的一样图1,三分之二的SARS-CoV-2基因组编码病毒复制酶蛋白(最大的ORF1基因编码);剩下的三分之一编码等四种结构蛋白S、E、M和N蛋白以及附属嵌入到结构蛋白的蛋白质。在本文中,我们试图提供基因组组织关注SARS-CoV-2和蛋白质产品。我们提供了有用的信息关于基因组结构的含义理解新兴变体,如α,β,γδ(先前循环挥发和ο变体(当前VOC)及其发散subvariants (BA.1, BA.2 BA.3, BA.2.12.1, BA.4和BA.5)与BA.5 subvariants道路上成为占主导地位的变体,因此与他人一起被监视。

因此,定义这些基因改变,他们的潜在影响检测和治疗/疫苗有效性需要大规模监测SARS-CoV-2进化和宿主免疫力。进一步,更强的传染性变异的崛起像ο容忍及其不同次级变体加强需要进一步SARS-CoV-2基因组监视和替代检测和治疗方法。因此,未来的努力将关注以下可行的选项:

1)发展的快速和低成本的检测工具,如基于多重rt - pcr分析有价值的识别所有挥发性有机化合物的仪器,看到和新兴SARS-CoV-2变异检测是一个重要的可行的选择。战略,这种负担得起的检测工具的健壮性有助于有效地分流积极的变异的一个子集进行确认和负样本进行进一步识别使用昂贵和耗时的全基因组测序(WGS)。

2)组合疗法的发展需要疫苗等免疫疗法提供了预防作用和恢复免疫内稳态,病毒与宿主相互作用有可能阻止化疗,抑制病毒条目,扩散,抑制有害的炎性环境COVID-19患者探索可行的选项。

综上所述,信息提取的基因组结构SARS-CoV-2变体识别是至关重要的,基因监测、评估机制传播,毒性,和发展的特定的疫苗适合紧急变体,设计嵌合抗体,抗病毒药物或组合疗法。

作者的贡献

FB的构思和概念发展,写道,手稿编辑,生成图1,2,6和实施的整体回顾手稿。GG的构思和概念发展,写道,编辑,回顾了手稿。圣的准备图3,4,5写道,并回顾了手稿。MN写、编辑、回顾了手稿。所有作者的文章和批准提交的版本。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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引用

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CrossRef全文|谷歌学术搜索

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