《Genome Biology and Evolution》近日发表的一项研究指出，尽管SARS-CoV-2自2019年底进入人群后出现快速演化并产生多种变异株，但其进化并未呈现“无限扩展”的趋势，病毒适应仍受限于相对有限的遗传与结构通道，相关限制在疫情过程中保持稳定。
论文题为《作用于SARS-CoV-2刺突蛋白的结构限制揭示病毒适应的有限空间》。研究聚焦于刺突蛋白这一关键结构，评估其结构约束是否在变异株演化中发生变化，以及刺突蛋白结构变化是否为病毒打开新的可行突变空间。
研究回顾称，SARS-CoV-2在最初感染人类后经历了快速演化，随后出现一系列在人体宿主中更具优势的变异株。此前有研究注意到，部分新出现的变异株与当时主要流行的谱系在亲缘关系上并不接近，由此引发关于刺突蛋白结构变化可能推动病毒获得此前难以出现的新突变的讨论。
在方法上，研究人员利用全球范围内的大规模基因组测序数据、蛋白质结构测定信息以及与病毒相关的定向研究成果，结合多种计算预测工具，在不同结构背景下评估结构限制，并分析这些限制在SARS-CoV-2变异株演化过程中的变化情况。
研究结果显示，SARS-CoV-2的演化可分为若干阶段：早期的中性多样化阶段在2020年底前后结束，随后多突变变异株开始出现。研究同时提及，世界卫生组织将具有疑似表型特征（如传播力增强或免疫逃逸能力）的变异株归类为“关注变异株”。
不过，研究人员表示，尽管可用数据集前所未有地丰富且细致，他们未发现刺突蛋白结构限制发生实质性变化、或结构限制在变异株演化中被明显削弱并发挥主导作用的证据。研究认为，即便在较高突变率与强选择压力下，SARS-CoV-2刺突蛋白在进入人类宿主后仍受到强烈结构约束，结构上可行的突变集合并未出现重大改变。
研究进一步指出，变异株的出现并非源于结构限制的放松，而更多是通过具有功能性遗传相互作用的既有突变“新组合”实现适应；总体而言，病毒演化仍受到刺突蛋白稳定性的严格限制。
论文第一作者James Herzig在研究中表示，该团队关注病毒在人群传播后的演化动态，结果显示作用于刺突蛋白的强限制约束了可能发生的突变。他还称，这一发现有助于理解其他冠状病毒在跨物种传播时的行为，并可能对未来疫苗和抗病毒药物设计具有重要意义。
