重磅！Cell子刊：HIV和新冠病毒有相同之处

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在过去的半个世纪里，人类免疫缺陷病毒 1 型（HIV-1）和严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 型（SARS-CoV-2）两种截然不同的新型 RNA 病毒引起了毁灭性全球大流行。HIV-1和SARS-CoV-2来自不同的科，在生态、感染方式、基因组含量和发病机制方面存在很大相似和差异。

2021年6月2日，Cell Host and Microbe在线发表了一篇题为“HIV-1 and SARS-CoV-2: Patterns in the Evolution of Two Pandemic Pathogens”的文章，文章详细阐述了HIV-1和SARS-CoV-2两种病毒进化模式的相似之处和差异所在。通过对比研究者发现HIV-1和SARS-CoV-2在单核苷酸突变、多碱基插入和缺失、重组和表面聚糖的变异都产生了变异性。但是相比于SARS-CoV-2，HIV-1的变异呈现多样性，特别是HIV-1 Env蛋白高度糖基化，形成物理屏障，干扰中和反应的发生。

HIV-1和SARS-CoV-2全球多样性的变迁

HIV-1菌株可分为四类，其中，M是“主要”群体，全球大部分艾滋病患者均为这种病毒感染，另外三组的N、O、P相当罕见。在M组中，包括9种以上的不同HIV-1亚型（A、B、C、D、F、G、H 和 J，以及循环重组CRF等等）。通过比较 2000-2005和2015-2020两个6年窗口之间的全球亚型和CRF分布发现，C亚型在南部非洲和印度占据主导地位，西半球仍然主要是 B亚型流行，而C亚型在北美刚开始流行。A亚型的A6子系仍然是俄罗斯和前苏联最常见的形式。AG重组来源的CRF02继续在西非和中非占主导地位，但与非常多样化的病毒种群共存。值得注意的是，CRF01病毒曾经在东南亚的分布非常有限，但是现在在中国和澳大利亚更为常见。

与几十年来HIV亚型和多样化的缓慢转变相比，携带一组有利突变的 SARS-CoV-2变体可以非常迅速地在全球范围内传播。D614毒株是SARS-CoV-2的祖先病毒，2020年春开始出现G614毒株，并开始迅速全球流行。到2020年秋季，携带祖先D614病毒株几乎全部被G614毒株替代。同样，2020年9月下旬在英国首次发现的B.1.1.7 病毒在几个月内取代了G 和GV病毒株变体成为区域流行形式，并开始在全球传播。

HIV-1和SARS-CoV-2进化模式对比

单核苷酸突变、多碱基插入和缺失、重组和表面聚糖的变异都产生了变异性，这些变异性在自然选择的指导下，使HIV-1表现出亚型多样性和SARS-CoV-2表现出较慢的变异速度。驱动HIV-1进化的进化策略在SARS-CoV-2中也起着同样的作用。HIV-1和SARS-CoV-2都使用插入、删除和重组进行进化，在免疫压力下进化，并且具有在关键表位区域发生突变的循环变异体，这些变异体赋予对中和抗体的相对抗性。

插入缺失对于HIV-1和SARS-CoV-1中抗体耐药性的演变很重要。插入和缺失（InDel）源自非同源重组，可以发生在HIV基因组的任何位置。高变区InDel在HIV-1感染的早期开始，并有助于病毒从早期抗体中逃逸。SARS-CoV-2也在积累可能产生严重表型后果的插入缺失，但到目前为止，只有少数特定缺失在大流行变体中变得尤为突出。

HIV-1和SARS-CoV-1都具有高度糖基化的受体结合表面蛋白，可以进入宿主细胞，但HIV-1 Env蛋白高度糖基化，表面多个聚糖的组合成为一个物理屏障，阻止抗体中和Env蛋白。HIV-1作为一种慢病毒，遗传物质可以隐藏在潜伏感染的细胞中，并在每个受感染个体的免疫压力下继续进化，因此很难清除。相比之下，SARS-CoV-2 较大表面积上的聚糖数量较少，感染通常很快就会被清除。

HIV-1疫苗非常具有挑战性，部分原因是难以诱导能够穿透聚糖屏障的抗体和病毒的多样性。SARS-CoV-2疫苗的研发则相对容易，原因在于RBD和NTD 超位点中中和抗体的关键表位的相对可及性，以及这些表位区域在大流行的初始阶段的有限可变性。随着这些区域的进一步变异继续出现，时刻记录突变的影响并对 COVID-19的反应保持高度警惕将是至关重要的。

小结

目前，人类正面临着HIV-1和SARS-CoV-2引起的两次毁灭性大流行的挑战。推动HIV-1进化的相同进化策略也在SARS-CoV-2中发挥作用，单核苷酸突变、多碱基插入和缺失、重组和表面聚糖的变异都会产生变异性，在自然选择的指导下，这种变异性使HIV-1表现出亚型多样性，也使SARS-CoV-2表现出较慢的变异速度。尽管 SARS-CoV-2 的多样性更为有限，但最近出现的 SARS-CoV-2变体携带的Spike突变使抗体抗性和感染性明显增强。本文通过回顾并比较HIV-1和SARS-CoV-2两种病毒的突变模式，为二者遗传变异的研究和疫苗的研发提供了帮助。

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