2021年Cell第一期正式于1月7日發布，研究文章基本與新冠病毒相關，包括新冠病毒突變體研究、抗體研究、分子機制研究、轉錄復合體電鏡結構解析以及新冠病毒CRISPR基因編輯相關研究。接下來我們將對這些研究進行匯總概述，以饗讀者。

新冠病毒突變體相關

新冠病毒變異已經引起越來越多科學家的關注，其中D614G突變尤其引人注目。自2020年2月下旬起，D614G突變株逐漸在世界各地占據主導地位，已經成為目前感染人數最多的毒株。最近在我國石家莊、邢臺爆發的疫情也與這一突變株有著千絲萬縷的關系。

新冠病毒發生變異是否意味著更強的傳染性和致病性呢？這一問題引起了很多人的猜測和擔憂。

在Cell這篇題為“Evaluating the Effects of SARS-CoV-2 Spike Mutation D614G on Transmissibility and Pathogenicity”的文章中，英國的研究人員評估了SARS-CoV-2刺突蛋白D614G突變的傳染性和致病性。研究人員使用25000個新冠病毒全基因組序列，對英國序列數據和臨床結果進行分析。群體遺傳分析結果顯示與614D相比，614G具有自然選擇優勢。通過對2-7月收集的臨床數據分析，發現D614G突變與嚴重程度之間沒有相關性，即突變沒有增強新冠病毒的致病性。

圖片源自Cell

值得注意的是，D614G突變在患者的年齡段分布中存在顯著差異，年輕患者更普遍，可能是年輕患者有更高的病毒載量，導致更高的檢出率。研究人員指出D614G在系統發生簇的增長和大小上的顯著差異表明需要繼續研究該突變體。因此，綜合考慮疫苗、治療和其他干預措施時，監視和識別新冠病毒新的突變就尤為重要。

根據1月13日國家生物信息中心（CNCB）顯示，基于已公開的高質量病毒株序列，在S蛋白共有3170個位點發生突變，其中引起氨基酸變化的突變共1862個，位于蛋白受體結合區（RBD）的氨基酸238個，其中在已報導蛋白互作中關鍵的17個氨基酸中發生非同義突變的氨基酸24個。義翹神州已開發了一系列的Spike突變體蛋白，包括D614G、N501Y、Y453F、N493K等，可用于對新冠突變株的深入研究以及新冠抗體、疫苗效應評價研究。

新冠病毒抗體評估

COVID-19輕癥患者能否產生持續的免疫記憶，也是研究的重要方向。在本期Cell的題為“Functional SARS-CoV-2-Specific Immune Memory Persists after Mild COVID-19”文章中，美國的研究團隊對COVID-19輕癥康復患者進行縱向分析，發現康復者新冠病毒特異性IgG抗體至少持續3個月，記憶B細胞隨著時間增加而增加。記憶T細胞分泌細胞因子并在再次接觸到抗原時增加，而記憶B細胞表達單克隆抗體時能夠中和病毒，因此記憶淋巴細胞具有抗病毒功能。

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新冠病毒分子機制研究

COVID-19治療藥物的篩選注定是一個漫長的過程，因其相關的分子機制存在很多的不確定性。在本期Cell中發表了題為“Synergism of TNF-a and IFN-g Triggers Inflammatory Cell Death, Tissue Damage, and Mortality in SARS-CoV-2 Infection and Cytokine Shock Syndromes”的文章，發現TNF-α和IFN-γ可誘導炎性細胞死亡和疾病。

研究發現在檢測的細胞因子中，僅TNF-α和IFN-γ協同作用能夠誘導細胞焦亡、細胞凋亡和細胞壞死（統稱為PANoptosis），并且其誘導的PANoptosis使細胞因子風暴持續存在。中和TNF-α和IFN-γ對小鼠新冠病毒感染、嗜血細胞性淋巴組織細胞增生癥和敗血癥具有保護作用。阻斷細胞因子介導的炎癥細胞死亡信號通路可以限制組織損傷或炎癥發生，進而使新冠感染者或其他感染性和自身炎癥性疾病患者受益。研究人員認為在新冠病毒感染病程的不同時間點使用抗TNF-α和抗IFN-γ聯合治療、JAK抑制劑或PAN-caspase抑制劑的隨機對照試驗對充分了解這些治療的療效至關重要。

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新冠病毒轉錄復合體結構

新冠病毒低溫電鏡結構解析，可以為抗病毒藥物的開發提供靶點信息。本期Cell發表了我國科學家的題為“Cryo-EM Structure of an Extended SARS-CoV-2 Replication and Transcription Complex Reveals an Intermediate State in Cap Synthesis”的研究文章，展示新冠病毒RTC向Cap結構合成過度時的結構。研究發現在NiRAN結構域中，nsp9與nsp12緊密結合，并且nsp9的N端插入NSP12的催發中心，抑制其活性。nsp12 NiRAN結構域具有尿苷轉移酶活性，可催化GpppA帽結構的形成。

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新冠病毒基因編輯研究

本期Cell對新冠病毒CRISPR基因編輯相關研究進行匯總報告，包括4篇研究論文和1篇綜述。研究人員基于全基因組CRISPR-Cas9篩選方法獲得新冠病毒的大量生物學信息。

通過CRISPR可以確定新冠病毒的受體為ACE2，除此之外還篩選到糖胺聚糖（GAGs）相關基因。并且新冠病毒通過兩種方式進入細胞，一種是被組織蛋白酶L（CTSL）切割和激活刺突蛋白，被細胞內吞進入細胞；另一種被質膜上的TMPRSS2激活，直接融合進入細胞。新冠病毒翻譯時，發現TMEM41B使內質網有利于病毒復制。并且鑒定出幾個幫助新冠病毒離開細胞的宿主因子，如PIK3C3、TMEM106B等。

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借助新冠病毒CRISPR研究，有望全面了解新冠病毒的生命周期，篩選鑒定多種治療靶點，并且通過對不同冠狀病毒的研究，有可能開發出廣泛作用的抗病毒藥物，為下一次病毒大流行做好準備。

義翹神州作為生命科學研究領域**企業之一，不僅成功上市200多種新冠病毒科研試劑，已經助力全球53個國家或地區的1700多家單位開展病毒研究、藥物和疫苗開發，在Cell、Nature、Science等國際期刊發表文章超過280篇。義翹神州更是具有近千種細胞因子蛋白及抗體，可以用于新冠病毒的科學研究。

參考文獻：

Volz et al., Evaluating the Effects of SARS-CoV-2 Spike Mutation D614G on Transmissibility and Pathogenicity. 2021, January 7, Cell 184, 64–75

Rodda et al.,Functional SARS-CoV-2-Specific Immune Memory Persists after Mild COVID-19, 2021, January 7, Cell 184, 169–183

Karki et al., Synergism of TNF-a and IFN-g Triggers Inflammatory Cell Death, Tissue Damage, and Mortality in SARS-CoV-2 Infection and Cytokine Shock Syndromes, 2021, January 7, Cell 184, 149–168

Yan et al., Cryo-EM Structure of an Extended SARS-CoV-2 Replication and Transcription Complex Reveals an Intermediate State in Cap Synthesis, 2021, January 7, Cell 184, 184–193

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Daniloski et al., Identification of Required Host Factors for SARS-CoV-2 Infection in Human Cells. 2021, January 7, Cell 184, 92-105

Wang et al., Genetic Screens Identify Host Factors for SARS-CoV-2 and Common Cold Coronaviruses. 2021, January 7, Cell 184, 106-119