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密歇根州立大学研究人员开发的一种新的机器学习模型表明，SARS-CoV-2基因组的突变使病毒更具传染性。

该模型由数学、生物化学和分子生物学系的首席研究员Guowei Wei教授开发，分析了来自2万多份病毒基因组样本的SARS-CoV-2基因分型。研究人员分析了刺突蛋白(一种主要负责促进感染的蛋白质)的突变，发现目前已知的六种病毒亚型中有五种更具传染性。

与任何病毒一样，许多突变最终都是良性的，对感染患者几乎没有风险。有些突变甚至会降低传染性。但是一些突变会导致一种更具传染性的病毒。

Wei和他的团队已经研究和分析了几个月的突变模式和位置，跟踪1月份捕获的官方病毒基因组样本的变化。这篇题为《突变增强了SARS-CoV-2病毒的传染性》的论文出现在预印本服务器ArXiv上。

“了解SARS-CoV-2的传染性是预防COVID-19和重新开放全球经济的一个至关重要的因素。” Wei说，“一个关键问题是，这些突变对COVID-19传播、诊断、预防和治疗的影响是什么?”

当刺突蛋白与人类宿主细胞受体(简称血管紧张素转换酶2-ACE2)相互作用时，病毒感染就发生了。当它与ACE2有关时，科学家们关注一个称为结合亲和力的概念，即在感染的初始阶段，刺突蛋白与宿主受体之间结合相互作用的强度。

“如果结合亲和力增强，病毒的传染性就会增强。” Wei说。“目前，在刺突蛋白受体结合域(简称RBD)的结合界面上发现了50多个突变，有194个潜在突变位点。”

Wei的机器学习模型是一种先进的神经网络，它分析了8000多个蛋白质相互作用记录，以确定目前已知的突变对SARS-CoV-2刺突蛋白结合亲和力的影响。结果表明，在已知的六种亚型中，有五种亚型的结合亲和力增强，表明感染能力可能是突变的结果。

考虑到进一步突变的可能性，Wei和他的团队将他们的模型转向了未来。

“了解未来SARS-CoV-2亚型是否会对公众健康构成迫在眉睫的威胁是极其重要的。” Wei说，“为此，我们对RBD沿线194个可能的突变位点上所有可能的3686个未来突变进行了系统筛选。”

Wei的模型预测，受体结合基元(RBD的一个成分区域)上的多个残基极有可能突变成更具传染性的COVID-19菌株。

他警告说，尽管基于人工智能的预测与现有的实验结果一致，但需要进一步的研究来充分理解突变对COVID-19传染性的影响，这对COVID-19的公共卫生应对至关重要。

作为研究的一部分，Wei和团队还预测，这种在世界范围内传播的新型冠状病毒比2003年发现的SARS病毒的传染性稍强。

Wei说，这一结果与佛罗里达斯克里普斯研究所最近发表的另一项研究结果一致。这项研究在实验室环境中检测了刺突蛋白的突变，也发现病毒的突变方式增加了其传染性。

斯克里普斯研究所的研究人员发现，在欧洲和美国迅速传播的毒株含有一种突变的刺突蛋白，使其传染性比最初在亚洲发现的毒株高出10倍。这种变异似乎并没有使病毒比现在更致命，但确实明显增加了传染性。在中国发现的原始菌株被称为D614，而今年5月在英国、意大利和北美发现的菌株被称为G614。

刺突蛋白在病毒表面被发现，用来进入细胞，就像锁上的钥匙。但最初的菌株D614在试图与ACE2受体结合时，常常会断裂。突变的G614不太可能断裂，使其更容易进入细胞。由此，研究人员认为，这种变异的传染性大约是原病毒株的10倍。

虽然传染性变强了，但也不用太担心，新加坡国立大学高级顾问、国际传染病学会当选主席保罗•坦比亚就表示，有证据表明，D614G突变在世界某些地区的扩散与死亡率下降同时发生，这表明它的致命性较低。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://phys.org/news/2020-08-machine-learning-sars-cov-infectious.html

https://www.biospace.com/article/mutated-covid-19-viral-strain-in-us-and-europe-much-more-contagious/