在世界各地都取得優勢，不只是運氣好？——冠狀病毒的D614G突變(上) @ 盲眼的尼安德塔石器匠

在世界各地都取得優勢，不只是運氣好？——冠狀病毒的D614G突變(上) 原載於泛科學

SARS二世冠狀病毒的結構，S蛋白質是位於病毒外面的凸起。圖／取自 acebiolab

最先在武漢發跡的 COVID-19（武漢肺炎、新冠肺炎），從中國出國深造後短短半年，已經造成 50 萬人死亡；它的病原體 SARS-CoV-2 和 SARS 同屬冠狀病毒，在本文中我們簡稱為「SARS二世」。

從疫情一開始，不斷有人擔心病毒突變變得更厲害。至今 SARS二世的遺傳序列的確已經出現很多變化，但是病毒本來就會一直突變，重要的是對傳染、症狀輕重、治療有沒有影響，這些卻不容易判斷。

本次主角突變「D614G」是什麼？

一直到最近才有比較可靠的證據支持，有個突變「D614G」會增加病毒的傳播能力，在病毒從中國擴散到世界的過程中也許是一大關鍵。

「D614G」是什麼呢？SARS二世病毒感染細胞時，病毒表面的 S蛋白質（spike protein）會和宿主細胞上的 ACE2 受器結合。S 蛋白質的第 614 號氨基酸種類，比較早的病毒都是天門冬胺酸（aspartic acid），縮寫為 Asp 或 D；突變後衍生的則是甘胺酸（glycine），縮寫為 Gly 或 G。

在第 614 號位置從 D 突變成 G，所以簡寫作 D614G。

S蛋白質的立體結構，第 614 號氨基酸位於左圖的框框內。圖／取自 ref 3

病毒一直變異很正常，有沒有適應意義需仔細研究

SARS二世是 RNA 病毒，基因組由大約 3 萬個核苷酸組成。相比於其他病毒，SARS二世從今年一月以來的突變不算快速，不過由於感染人數眾多，病毒的族群數量非常龐大，因此不同病毒累積的遺傳差異，整體上仍然相當可觀。

然而，病毒絕大部分的突變，對於繁殖、抗病、傳播等能力，應該都不會有加分的效果（如此適應人類的病毒，突變反而有害的機率多半還比較高）。即使如 D614G 這般不只改變核苷酸，也會改變蛋白質的非同義突變（non-synonymous mutation），大多數時候也少有影響。

要研究某突變是否幫助適應，可以追蹤具備某突變的病毒占整體的比例，有沒有隨著時間增加。然而，疾病的傳播受到許多因素影響，病毒遺傳上的差異時常與適應無關，起伏波動單純只是巧合。假如沒有多重證據，單靠遺傳序列鍵盤辦案，很難分辨序列的變化是否與適應有關。

哪些證據支持 D614G 有助於病毒適應？主要有兩方面，一方面來自各地病毒比例的變化，另一方面是臨床檢驗和實驗測試的結果。

兩款病毒在全世界的相對比例變化，橘色是原本的 D，藍色是衍生的 G。圖／取自 ref 1

一篇已經正式發表的論文，詳細分析分子層次上的變化。氨基酸層次的 D614G 這個突變，在核苷酸層次是基因組第 23403 號 RNA 由 A 突變為 G 的結果。配備此一突變的病毒，絕大部分在另外 3 處也有變化：第 241、3037、14408 號位置上，都是由 C 突變為 T。 [1] [2]

根據蒐集病毒遺傳序列的 GISAID 資料庫，最早於一月底的中國與德國樣本記錄到 D614G，這批樣本也已經具備另外兩處突變，只差 14408 號沒有；2 月 20 日時 4 處突變齊全的病毒首度出現，很快就遍佈歐洲。不論新突變最初在哪兒誕生，歐洲都是它茁壯的溫床。（台灣首度於 3 月 2 日發現）

武漢和泰國最早期的樣本中也有觀察到 D614G，但是其他突變不存在，很可能是另外的獨立事件，表示 D614G 不只誕生過一次。