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为探究 SARS-CoV-2 变异株特性差异，Sunnybrook Research Institute 等机构研究人员对比多种变异株，发现其在复制、致病和传播性上各有不同，对评估病毒风险意义重大。
自 2019 年新冠疫情爆发以来，新冠病毒（SARS-CoV-2）持续在人群中传播，不断演变出多种变异株，如 D614G（B.1 谱系）、Alpha（B.1.1.7）、Gamma（P.1）、Delta（B.1.617.2）、Omicron BA.1（B.1.1.529）和 BA.2（B.1.1.529.2）等。这些变异株在致病性、传播潜力和免疫逃逸能力等方面均有所不同，给全球抗疫带来了极大挑战。为了更深入了解这些变异株的特性，来自 Sunnybrook Research Institute、The Hospital for Sick Children 等多个机构的研究人员开展了相关研究，其成果对于评估病毒风险、制定防控策略具有重要意义。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在细胞实验方面，利用体外分化的人鼻上皮细胞（HNEC）和诱导多能干细胞衍生的肺类器官（IPSC-LO），研究病毒的复制动力学和先天免疫反应。在动物实验方面，选用六到十二周龄的叙利亚金黄地鼠，构建了 SARS-CoV-2 感染模型，用于测试病毒的致病性和呼吸道传播潜力。同时，运用全基因组测序技术对病毒进行基因分析，以确定病毒谱系和突变情况；采用免疫组化、实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）等技术检测病毒在组织中的存在、免疫基因表达及细胞因子分泌情况 。
研究结果
- 病毒复制动力学：在体外细胞系实验中，D614G 病毒在 Vero E6、Vero E6-TMPRSS2OE 和 Calu-3 细胞系中展现出较高的复制适应性。在 HNEC 实验中，Delta、BA.1 和 BA.2 病毒在感染后 1 天的复制效率较高，相比之下，D614G、Alpha 和 Gamma 病毒的复制效率较低，但在 3 天时，所有病毒的滴度达到可比水平。在 IPSC-LO 实验中，D614G 和 Delta 病毒在感染后 1 天和 3 天的滴度较高，而 BA.1 和 BA.2 病毒的复制能力较弱123。
- 免疫反应：在 HNEC 中，BA.2 病毒感染导致 IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IL-6 和 IL-1RA 的分泌显著增加；而在 IPSC-LO 中，与 D614G 相比，多种细胞因子如 IL-2、IL-8、TNFα 等在感染其他变异株时表达上调4。
- 金黄地鼠感染情况：对金黄地鼠进行感染实验发现，所有变异株感染均导致仓鼠体重在 2 天下降，7 天回升，21 天时部分仓鼠未恢复到初始体重。在感染 3 天后，D614G 病毒在口咽拭子中的平均感染滴度较高；BA.1 和 BA.2 病毒在鼻甲和肺组织中的感染滴度较低。Gamma 病毒感染导致的肺病理变化最为严重567。
- 病毒传播性：通过呼吸道传播实验评估，Gamma 和 Delta 变异株的传播效率较高，D614G 和 Alpha 病毒次之，BA.1 和 BA.2 病毒的传播效率较低。在使用表达人 ACE2 的腺相关病毒（AAV6-2FF-ACE2）处理金黄地鼠后，BA.2 病毒的传播效率并未显著增加8。
研究结论与讨论
该研究全面对比了 D614G、Alpha、Gamma、Delta、Omicron BA.1 和 BA.2 等变异株的复制能力、致病性和传播性。研究发现不同变异株在不同细胞模型和动物模型中的特性存在显著差异，这些差异与病毒的传播和致病机制密切相关。例如，Delta、BA.1 和 BA.2 在 HNEC 中复制效率高，但 BA.1 和 BA.2 在 IPSC-LO 中复制能力弱；Gamma 病毒虽复制滴度与其他病毒相当，但肺病理变化更严重；Gamma 和 Delta 变异株的呼吸道传播效率更高等。
这项研究为深入了解 SARS-CoV-2 变异株的特性提供了重要依据，有助于评估病毒的潜在风险，为防控策略的制定和调整提供科学参考。同时，研究也指出了现有研究的局限性，如实验数据点可进一步增加、金黄地鼠模型无法完全模拟人类重症 COVID-19 等。未来还需进一步研究病毒变异的机制，以及开发更有效的防控措施和治疗手段，以应对不断变化的新冠病毒威胁。
