COVID-19 变种层出不穷，要攻克它得先了解其感染机制，才有办法对症下药，或刺激出新的疗法或防疫技术。美国 NIH 日前公布一项研究，发现能抑制 COVID-19 感染力的一种机制，但也观察到 Alpha 与 Delta 变种有办法反制这个机制，所以成为高威胁性的变种病毒。
该研究已发表于《Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊，并由 NIH 旗下美国国家牙科和颅面研究所（NIDCR）与美国环境健康科学研究所（NIEHS）支援进行。
这种酶可降低 COVID-19 感染力？
NIH 的研究人员指出，COVID-19 在入侵宿主细胞前，会先用人体的 furin 酶，对棘状蛋白上的位点进行蛋白裂解（protein cleavage），借此提升病毒感染力与细胞间融合（syncytia formation）。
而有研究显示，在某些案例中，只要糖基化（O-glycosylation）蛋白裂解的位点，也就是在附近添加大型的糖分子，将可降低裂解频率。这机制主要由一个叫 GALNT 的酶促成，也是 NIH 本次研究的重要角色。
从果蝇、哺乳动物细胞、人体中找答案
研究人员利用果蝇与哺乳动物细胞进行试验，结果发现这些细胞感染 COVID-19 后， GALNT 家族中的 GALNT1 能在 COVID-19 原始病毒株的棘状蛋白上添加糖，来降低蛋白裂解的频率。
另外，他们在培养皿中培育 COVID-19 原始病毒株与变种病毒，并观察与病毒传染力高度相关的细胞融合表现。结果在 GALNT1 有高表现的培养皿中，原始病毒株的细胞融合表现降低。
再来，他们也对健康受试者细胞做单细胞的 RNA 定序，结果指出 GALNT1、2、3、6、7、11、12 与 18 是主要表现的 GALNT，其中 GALNT1 在 ACE2 高表现的细胞中表现明显，而这些细胞就是容易受到 COVID-19 感染的细胞。因此，研究人员推测，该种酶具有影响病毒感染力的能力。
抑制效果对 Delta、Alpha 变种无效？
虽然 GALNT1 在抑制原始病毒株的效果出群，但研究却也显示其抑制效果对 Alpha 与 Delta 变种无效，反而还会增加蛋白裂解的频率，且无论是在培养皿、果蝇、哺乳动物细胞上都出现类似结果。
NIH 指出，这结果源自 Alpha 与 Delta 在 P681 位点都有突变，而这个位点是 GALNT1 在促进糖基化高度依赖的位置。所以突变后，这 2 个变种可降低糖基化，并增加蛋白裂解与细胞间融合，使感染力更高。
计画负责人 Kelly Ten Hagen 博士指出，该研究不仅展示 GALNT1 抑制病毒感染力的机制，也揭露 COVID-19 变种如何透过 P681 位点的突变，反制机制。“而这发现将可作为未来疗法研发的重要参考，也增加人类对 COVID-19 棘状蛋白糖基化的了解。”
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1. https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-scientists-identify-mechanism-may-influence-infectivity-sars-cov-2-variants
2. https://www.pnas.org/content/118/47/e2109905118
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