Mu(B.1.621)
1、关键突变
Mu 的 Spike 蛋白携带了一组相当"拥挤"的突变组合——NTD、RBD、S1/S2 切割位点均有涉及。最引人注意的是 RBD 上三个已知的免疫逃逸位点同时出现,外加一个罕见的 NTD 插入突变。
| 基因/区域 | 突变 | 类型 | 功能影响 |
|---|---|---|---|
| S(NTD) | T95I | 错义突变 | 影响 NTD 构象,可能参与抗体逃逸 |
| S(NTD) | Y144T、Y145S、ins146N | 双替换+插入 | NTD 抗原超位点改变;146N 插入为 SARS-CoV-2 中首次在该位置发现的插入,可能影响 S 蛋白开闭构象及 ACE2 结合 |
| S(RBD) | R346K | 错义突变 | 位于 RBD 外围,与中和抗体结合表位重叠,在 Mu 中首次大规模出现 |
| S(RBD) | E484K | 错义突变 | 经典免疫逃逸位点(Beta、Gamma 共有),降低恢复期血浆和单克隆抗体中和活性 |
| S(RBD) | N501Y | 错义突变 | 增强 ACE2 受体亲和力(Alpha、Beta、Gamma 共有),与传播力提升相关 |
| S | D614G | 错义突变 | 全球主流背景突变,增强病毒进入效率和传播适应性 |
| S(S1/S2) | P681H | 错义突变 | 靠近弗林蛋白酶切割位点,可能促进 S 蛋白切割(Alpha 共有) |
| S | D950N | 错义突变 | 位于 S2 区,功能尚不明确,但反复出现在多个 VOC/VOI 中 |
| ORF3a | V256-、N257-(4 nt 缺失) | 移码缺失/提前终止 | 导致 ORF3a 蛋白截短(P258*),这是 Mu 最具辨识度的基因组特征之一 |
| ORF8 | T11K、P38S、S67F | 错义突变 | ORF8 是免疫调节蛋白,多个替换可能影响其功能 |
RBD 区域的突变位点共计 3 个(R346K、E484K、N501Y)。
2、命名由来
Pango 命名 B.1.621 遵循 B.1 分支的层级递进规则——B.1 是大流行早期的全球主干谱系(D614G 背景),.621 表示从这条主干上分出的第 621 条子分支。Mu 的直接亲本谱系就是 B.1,没有经过中间层级(B.1.x.y)的过渡,属于从主干上"一步跃进"出来的分化型谱系。
2021 年 8 月 30 日,WHO 正式将 B.1.621 列为第五个"值得关注的变异株"(VOI),并用希腊字母 μ(Mu)为其命名。Nextstrain 分支编号为 21H,GISAID 分支为 GH。Mu 有三个已确认的子谱系:B.1.621.1、B.1.621.2 和 BB.2。
与亲本 B.1 相比,Mu 最本质的区别在于一下子攒了 RBD 上的三个关键替换(R346K + E484K + N501Y)。在 Mu 出现之前,没有哪个主流谱系同时携带这三个位点——Beta 有 E484K+N501Y 但缺 R346K,Alpha 只有 N501Y。R346K 在当时的 VOC/VOI 中几乎"缺席",这个组合让 Mu 在进化树上显得格外扎眼。
3、特征解读
Mu 的核心故事可以用一句话概括:极强的免疫逃逸能力,但没有跑赢同时代传播力更强的对手。
实验室数据非常明确。Uriu 等人 2021 年发表在 NEJM 的假病毒中和实验显示,Mu 对恢复期血清的中和抗性是 D614G 亲本病毒的 10.6 倍,对 BNT162b2 疫苗接种者血清为 9.1 倍——这个逃逸幅度超过了当时所有其他 VOC 和 VOI,包括此前被认为"最难中和"的 Beta。Miyakawa 等人的独立研究给出了一致结论:BNT162b2 疫苗对 Mu 的中和有效率降至约 76%(对原始株约 96%)。Arora 等人进一步证实 Mu 对感染和疫苗诱导的抗体均表现出部分逃逸,且在使用不同技术平台的疫苗中均能观察到。
那为什么 Mu 最终没有成为全球主导?因为它的 RBD 突变组合专攻的是"免疫逃逸"这个维度,而不是"内在传播力"。进入 2021 年下半年,全球主角是 Delta——Delta 的核心优势在于极高的病毒载量和传播速度(R0 大幅提升),免疫逃逸反而不是它的强项。Mu 在哥伦比亚一度替代 Gamma 成为主导(峰值时占该国测序约 39%),说明在有充分免疫压力的人群中它能靠逃逸取胜。但一旦进入 Delta 占优的竞争环境(如北美和欧洲),Mu 的传播就不够看了。Petrone 等人 2022 年发表的分析把这个现象总结得很透:光靠免疫逃逸,扛不住高传播力变异株的碾压。
Halfmann 等人在叙利亚仓鼠模型中系统评估了 Mu 的病原性——在上下呼吸道的病毒复制水平跟其他 VOC 相当,体重下降曲线和肺组织病理学也没有显著差异。没有证据显示 Mu 会导致更严重的临床结局。
Mu 的另一个标志性特征:ORF3a 蛋白上一段 4 个核苷酸的缺失造成了移码和提前终止(P258*),ORF3a 实际上被截短了。这在当时引发了不小的争议——GISAID 曾因怀疑这是测序错误而暂缓了部分数据的释放,后来经多方确认这是真实的病毒进化事件。这个"乌龙"也意外推动了测序质量控制流程的改进。
4、全球分布
Mu 的传播高度集中在中南美洲,全球其他地区虽有检出但从未成为主流。截至 2022 年初,已在 52 个国家/地区通过测序检出 Mu 谱系序列。
| 地区/国家 | 序列数(约) | 峰值占比 | 趋势 |
|---|---|---|---|
| 哥伦比亚 | >3,000 | ~39%(2021年5-7月) | 2021年Q3后迅速下降,被 Delta 替代 |
| 美国 | >2,000 | <5% | 零星检出,Delta 主导下未建立本地传播链 |
| 厄瓜多尔 | ~800 | ~13% | 2021年Q3达峰后下降 |
| 西班牙 | ~500 | <3% | 输入性为主,无明显社区扩散 |
| 墨西哥 | ~400 | <5% | 与哥伦比亚跨境传播相关 |
| 智利 | ~300 | <5% | 2021年Q2-Q3南向扩散 |
| 巴西 | ~200 | <2% | 亚马逊地区主动监测检出,社区传播有限 |
| 其他(日、韩、德、荷等约45国) | 各<100 | <1% | 主要为旅行相关输入 |
全球累计提交序列约 14,800 条。WHO 于 2022 年 3 月 9 日将 Mu 从 VOI 列表中移除,归类为"既往 VOI"。CoVariants 的 Nextstrain 专项构建也在 2022 年 3 月 22 日停止了定期更新——此后数月无新增序列。
5、传播力评估
相对增长优势:在南美洲(尤其哥伦比亚),Mu 表现出显著的增长优势——2021 年 3 月至 5 月期间从西班牙、哥伦比亚的零星检出迅速攀升至替代 Gamma 成为哥伦比亚第一大谱系。但在全球维度,Mu 的相对增长优势远不如同期流行的 Delta。Mu 的兴衰时间是 Delta 全球扩散期,在直接竞争中被压制,未能建立全球性的传播优势。
免疫逃逸能力:这是 Mu 最强的牌。对恢复期血清中和抗性约 10.6 倍(D614G 为基准),对 BNT162b2 疫苗血清约 9.1 倍——数值上超越了 Beta,是 Omicron 出现前实验室数据中免疫逃逸最强的谱系之一。对灭活疫苗(CoronaVac)诱导抗体的抵抗同样显著。R346K + E484K + N501Y 的组合是逃逸能力的主要驱动因素,三者协同降低了多个中和抗体表位的识别效率。不过,mRNA 疫苗仍保留了可观的交叉保护——约 76% 的中和活性得以维持,且 T 细胞免疫受到的冲击远小于抗体层面。
临床严重性:目前没有令人信服的证据表明 Mu 会导致比同类变异株更严重的疾病。Halfmann 等人的仓鼠模型显示病原性与早期 VOC 类似。智利和哥伦比亚的临床个案报告也提示,Mu 突破性感染以轻中度症状为主。WHO 在评估 Mu 时未将其升级为 VOC,部分原因正是缺乏致病性增强的流行病学证据。
参考文献
- Laiton-Donato K, Franco-Muñoz C, Álvarez-Díaz DA, et al. Characterization of the emerging B.1.621 variant of interest of SARS-CoV-2. Infect Genet Evol. 2021;95:105038. DOI: 10.1016/j.meegid.2021.105038
- Uriu K, Kimura I, Shirakawa K, et al. Neutralization of the SARS-CoV-2 Mu Variant by Convalescent and Vaccine Serum. N Engl J Med. 2021;385(25):2397-2399. DOI: 10.1056/NEJMc2114706
- Halfmann PJ, Kuroda M, Armbrust T, et al. Characterization of the SARS-CoV-2 B.1.621 (Mu) variant. Sci Transl Med. 2022;14(657):eabm4908. DOI: 10.1126/scitranslmed.abm4908
- Arora P, Kempf A, Nehlmeier I, et al. SARS-CoV-2 variants C.1.2 and B.1.621 (Mu) partially evade neutralization by antibodies elicited upon infection or vaccination. Cell Rep. 2022;39(5):110754. DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110754
