奥密克戎（英文名：Omicron，编号：B.1.1.529）含有超过50个突变，其中多处突变与Alpha和Delta变异株有重合。奥密克戎变异株在刺突蛋白（spike protein，又称S蛋白）上的突变有多达32处。WHO于2021年11月26日将其列为第5种“密切关注突变体”（VOC），与已经存在的前4种主要变种：英国发现的Alpha（B.1.1.7）；南非发现的Beta (B.1.351)；巴西发现的Gamma (P.1)；以及印度发现的Delta (B.1.617.2)列为相同关注等级。
1. 奥密克戎身世之谜
无论是Delta突变株还是奥密克戎突变株都应该是基于微小的变异积累而产生的。之前的科普中我们曾计算了全球流行主要突变株的平均突变位点数量，奥密克戎突变株的突变位点数量具有高于其他突变株。我们推测奥密克戎的进化环境可能与其他变异株不同。
在奥密克戎出现之前，南非以及全世界人际间传播的主要变异株均以Delta变异株为主。从全世界范围看，2021年11月份分离的新冠病毒中有99.6%为Delta变异株。从图1中可以看出，Delta变异株从2021年8月份开始已经“一统江湖”了。因此，大家普遍认为新的变异株最有可能在Delta变异株的基础上进化而来，像之前大家普遍关注的AY.4（欧洲主要变异株）、AY.23（亚洲主要变异株）、AY.46（非洲主要变异株）等。但是我们分析发现奥密克戎变异株与德尔塔变异株具有很大的差异，并不是由德尔塔变异株进化而来。
图1. 全球主要新冠病毒变异体传播趋势分析
奥密克戎积累如此多的新突变位点，但在已知公开数据库中找不到这些突变积累的任何证据，可以说奥密克戎突变株是“横空出世”的。从图2也可以看出，奥密克戎在相当长的一段时间内（2020年4月至今）都没有任何进化中间分支被发现，这是非常惊人的。
图2. 奥密克戎的进化分支 （数据来源于https://nextstrain.org/）
2. 奥密克戎突变株可能来源于动物？
在详细分析奥密克戎突变株的突变位点时，我们发现奥密克戎突变株恰好在Q493和Q498两个位点都发生了突变。而不止一项研究表明，这两个位点的突变和感染动物的能力相关。2021年华中农业大学金梅林团队实验表明 RBD区域具有 Q493K 和Q498H突变的毒株可以显著的增强新冠病毒结合老鼠ACE2（mACE2）受体的能力，野生SARS-CoV-2毒株并不能感染上述细胞。在2021年7月发表的关于纽约下水道样本的研究中，科研人员发现大量在临床样本中罕见的具有Q493K和 Q498Y突变的变异株。而在当时，整个GISAID公布的新冠病毒中仅有3株报道了Q498H突变，没有Q498Y突变。这一研究表明，在2021年7月之前，Q498突变已经在纽约下水道中生活的动物宿主大量积累。作者也表达了新冠病毒在非人类动物宿主间传播的可能性。
每一次新的变异株出来后，科学家都关注其RBD区域的突变。主要原因是RBD区域是负责与宿主ACE2受体结合的区域，该区域的突变可能导致结合力上升，病毒感染力增强。奥密克戎病毒株在RBD区域具有多达15处突变，我们认为，这些突变的积累更像是为了适应新的动物宿主而产生。
如果奥密克戎变异株真的来源于动物，就意味着奥密克戎找到了非人类的其他动物宿主，将对疫情防控提出新的挑战。
参考文献：
1. The B1.351 and P.1 variants extend SARS-CoV-2 host range to mice. Xavier Montagutelli, Matthieu Prot, Laurine Levillayer, et al. bioRxiv 2021.03.18.436013; doi: https://doi.org/10.1101/2021.03.18.436013
2. Q493K and Q498H substitutions in Spike promote adaptation of SARS-CoV-2 in mice.Huang K, Zhang Y, Hui X, et al. EBioMedicine. 2021;67:103381; doi:https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2021.103381
3. Tracking Cryptic SARS-CoV-2 Lineages Detected in NYC Wastewater.Davida S. Smyth, Monica Trujillo, Devon A. Gregory, et al. medRxiv 2021.07.26.21261142; doi: https://doi.org/10.1101/2021.07.26.21261142
稿件来源：孙亚民 刘斌