大規(guī)模 SARS-CoV-2 基因組測序?qū)τ谧粉櫘斍耙咔槠陂g的病毒進化至關(guān)重要。最早在英國、南非和巴西發(fā)現(xiàn)的變異株已傳播到多個國家。我們開發(fā)了軟件工具“變異數(shù)據(jù)庫 (VDB)”，用于快速檢查刺突突變的變化情況。使用 VDB，我們在紐約地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一種新興的 SARS-CoV-2 譜系，其與之前報告的變異株有相同的突變。該譜系（現(xiàn)指定為 B.1.526）中最常見的刺突突變組是 L5F、T95I、D253G、E484K 或 S477N、D614G 和 A701V。該譜系于 2020 年 11 月下旬首次測序，當時它占紐約市 (NYC) 收集的已測序冠狀病毒基因組的不到 1%。到 2021 年 2 月，該譜系的基因組占紐約市標本 3288 個測序基因組的約32 %。系統(tǒng)發(fā)育動力學推斷證實了 B.1.526 譜系在紐約市的快速增長，尤其是由刺突突變 E484K 定義的亞支系，其增長速度超過了紐約市其他變體的增長速度。假病毒中和實驗表明，B.1.526 刺突突變對恢復(fù)期和疫苗接種者血漿的中和滴度產(chǎn)生不利影響，表明該譜系對公共衛(wèi)生的重要性。

介紹
在 2020 年 SARS-CoV-2 大流行的最初幾個月之后，絕大多數(shù)測序基因組都含有刺突突變 D614G（以及 3 個獨立的核苷酸變化）1。經(jīng)過一段時間的逐漸變化后，2020 年第四季度出現(xiàn)了幾種包含多個突變的變體，其中許多位于刺突基因內(nèi)2 – 5。多種證據(jù)表明，逃避抗體選擇壓力是這些變體發(fā)展的驅(qū)動力6 – 9。

目前，SARS-CoV-2 的基因組監(jiān)測重點是監(jiān)測這些變體的出現(xiàn)以及它們的突變可能對被動抗體療法的有效性和疫苗預(yù)防輕度或中度 COVID-19 的有效性產(chǎn)生的功能性影響。雖然越來越多的樣本正在被測序，但對這些基因組的分析仍然是一個挑戰(zhàn)10。在這里，我們開發(fā)了一個簡單快捷的實用程序，可以快速檢查 SARS-CoV-2 基因組監(jiān)測揭示的突變景觀：變體數(shù)據(jù)庫 ( vdb )。利用此工具，我們發(fā)現(xiàn)了幾組最近測序的基因組，這些基因組在關(guān)鍵抗體表位上發(fā)生了突變。在這組中有一個在紐約市出現(xiàn)的新譜系，其頻率有所增加，截至 2021 年 2 月，已占測序基因組的約32%。我們通過系統(tǒng)發(fā)育推斷證實了 B.1.526 在 2021 年初在紐約市的迅速傳播。此外，我們評估了 B.1.526 刺突突變對恢復(fù)期和疫苗接種者血漿中和滴度的影響。

結(jié)果
系統(tǒng)發(fā)育分析對于了解病毒基因組的關(guān)系至關(guān)重要。然而，其他視角也有助于在大量序列中檢測模式。我們開發(fā)了vdb作為一種實用程序來查詢基因組監(jiān)測期間觀察到的尖峰突變集。使用vdb工具分析全球禽流感數(shù)據(jù)共享倡議 (GISAID) 數(shù)據(jù)集中的 SARS-CoV-2 序列11,12 ，我們檢測到了幾個不同于變體 B.1.1.7、B.1.351、B.1.1.248 和 B.1.429 2 – 5的序列簇，這些序列簇在已知與抗 SARS-CoV-2 抗體相關(guān)的位點上發(fā)生尖峰突變8,13 （表1）。vdb程序可以找到具有相同尖峰突變集的病毒簇，然后可以使用這些模式來查找潛在相關(guān)的序列。

定義 B.1.526 的突變
從紐約地區(qū)收集了一個值得注意的基因組序列簇，代表了一個獨特的譜系，現(xiàn)被指定為 B.1.526（圖 1，補充圖 1）。該變體存在于 20.C 進化枝中，以 3 個定義的尖峰突變?yōu)樘卣鳎篖5F、T95I 和 D253G。在 B.1.526 中，最大的亞進化枝由 E484K 定義，兩個不同的亞進化枝分別由 S477N 定義；這兩個突變都位于尖峰的受體結(jié)合域 (RBD) 內(nèi)（圖 2和補充表 1）。我們注意到，尖峰位置 701 的進化歷史取決于該樹是使用分子鐘生根（圖 1）還是其姐妹進化枝（以 L452R 突變?yōu)樘卣鳎谎a充圖 2），后者假設(shè)替換 A701V，然后是回復(fù) V701A。在 B.1.526 譜系中的核苷酸突變中，最具特征性的突變包括 A16500C (NSP13 Q88H)、A22320G (spike D253G) 和 T9867C (NSP4_L438P)。B.1.526 譜系的另一個顯著特征是核苷酸 11288-11296 (NSP6 106-108) 的缺失，這種現(xiàn)象也出現(xiàn)在變體 B.1.1.7、B.1.351、P.1 和 B.1.525 14中。

關(guān)于該譜系中流行的四種刺突突變：(1) 已知 E484K 可減弱多種抗 SARS-CoV-2 抗體的中和作用，特別是在 2 類抗 RBD 中和抗體中發(fā)現(xiàn)的抗體13、15 ，并且也存在于變體 B.1.351 4和 P.1/B.1.1.248 2中，(2) 據(jù)報道，D253G 是針對 N 端結(jié)構(gòu)域抗體的逃逸突變16，(3) S477N 已在幾個早期譜系中被鑒定17，靠近多種抗體的表位18，并且已被證明通過增強與 ACE2 的相互作用來增加病毒的傳染性19、20，以及 (4) A701V 位于相鄰原體的 S2' 裂解位點附近，并與變體 B.1.351 4共享。 B.1.526 譜系的總體突變模式（圖 2）表明，該譜系的出現(xiàn)部分是由于抗體的選擇壓力。根據(jù)這些病毒的收集日期，似乎該譜系在紐約的頻率迅速增加。