中国科学家揭开δ突变体超快速传播之谜

尽管奥米克隆已经到来，但德尔塔仍然是世界上的主导菌株。只用了几个月的时间，达美航空就第一次发现了它，并像熊熊大火一样席卷全球。

是什么赋予了达美超快的通信能力？

经过三个多月的“追凶”，中国医学科学院基础医学研究所黄波教授、医学实验动物研究所秦川教授等研究团队终于“发现”了达美是如何实现超快速传播的。

“我们发现delta突变体可以突破抗炎肺泡巨噬细胞的防御机制，在相对较高的pH环境下，通过增加氨基的数量，完成刺突蛋白的质子化，激活组织蛋白酶。组织蛋白酶切割病毒的刺突蛋白，使病毒颗粒的膜和内吞体的膜在接触部位发生分裂，使病毒RNA释放到细胞质中，从而实现病毒的快速传播。”12月21日，黄波告诉科技日报记者。

相关研究成果在线发表于国际学术期刊《信号转导与靶向治疗》。

由于病毒载量高、传播能力强、传播速度快，新冠肺炎三角洲突变株迅速在全球传播，成为新冠肺炎疫情的主要毒株。

“具有T478K、P681R和L452R突变的delta突变株如何实现超快繁殖，我们十分钟都不得而知。我们的研究揭示了突变体超快速传播的奥秘。”黄波说。

要了解Delta的传播机制，我们必须从新冠病毒如何感染人开始。

人肺的呼吸气道在末端扩张，形成气球状结构，即肺泡。是肺泡内氧气和二氧化碳交换的地方，其表面有一薄层液体维持肺泡的扩张，避免其塌陷。人体吸入空气时，不仅将氧气吸入肺泡，还不可避免地将空气中潜在的细菌和病毒吸入肺泡。

为了防止这种病原体的入侵，免疫细胞，尤其是吞噬性巨噬细胞，在肺泡表面的液体层中沉淀，占液体层中沉淀的免疫细胞的95%以上，医学上称为肺泡巨噬细胞。这些巨噬细胞可以吞噬吸入空气中的颗粒和微生物，保持肺泡清洁。

因此，一旦新冠肺炎进入肺泡，肺泡巨噬细胞会立即吞噬病毒颗粒，形成细胞膜包裹病毒颗粒的囊泡，即内吞体，然后与细胞质中的溶酶体融合，从而完全降解包括病毒在内的被吞噬生物。

然而，新冠肺炎可以利用肺泡巨噬细胞的特定状态来逃避内吞作用，进而利用巨噬细胞进行自我繁殖。

在这方面，黄波解释说，这是因为在内吞作用中依赖于低pH值的组织蛋白酶被激活。组织蛋白酶切割病毒刺突蛋白，使病毒颗粒和内吞体的膜在接触部位分裂，从而将病毒RNA释放到细胞质中。这样，新冠肺炎可以迅速扩散。

肺泡巨噬细胞会向促炎和抗炎两个方向极化，促炎内吞作用呈pH酸性，可促进组织蛋白酶激活。但抗炎内吞作用的pH值为碱性，可抑制组织蛋白酶的激活。

“一小部分人的肺泡巨噬细胞倾向于促炎，他们很容易被新冠肺炎病毒感染，并很容易发展成重症病例。但是，正常人的肺泡巨噬细胞往往具有抗炎性，通常可以抑制组织蛋白酶的激活，从而能够更好地抵抗新冠肺炎的入侵，表现为无病或轻微感染。”黄波指出。

然而，黄波等人发现delta突变体可以突破抗炎肺泡巨噬细胞的防御机制。

“Delta突变体主要是其刺突蛋白的很多氨基酸发生了变化，变化规律是添加了氨基。组织蛋白酶的活性与胞吞作用中的pH值密切相关。”黄波说，低pH值可以激活组织蛋白酶，而这个过程的本质是病毒刺突蛋白的氨基更容易得到质子，也就是氨基的质子化。

通过增加氨基的数量，Delta突变体可以在相对较高的pH下完成刺突蛋白的质子化，被组织蛋白酶切割，使病毒RNA得以快速释放和扩散。

黄波表示，该研究有助于为开发小分子药物提供靶点，作用于肺泡巨噬细胞，阻断突变病毒RNA从内吞体逃逸，进而将病毒送入溶酶体进行完全降解，从而达到预防和早期控制感染的效果。