<th id="5bjj9"></th>

          新冠變異毒株接連出現:傳播速度加快,疫苗還有效嗎?

          環球科學 2021-01-01

            自12月中旬起,英國、南非和尼日利亞出現了三種重要的新冠變異毒株。截至今日,已有二十多個國家對英國航班和旅客采取停飛、強制隔離等措施,南非的航班也面臨著多國的封鎖。但是,這三種新毒株的出現,對各國的防疫措施和疫苗開發究竟意味著什么?

            撰文 | 羅丁豪

            12月14日,英國健康大臣馬特·漢考克(Matt Hancock)稱英國境內出現了傳染率更高的新冠變異毒株B.1.1.7;英國首相鮑里斯·約翰森(Boris Johnson)緊急宣布部分地區進入最高防控級別,全球多國對英國航班也采取了停飛和強制隔離措施。

            12月23日,英國政府宣布發現了另一種新冠變異毒株B1.351(也稱為“501Y.V2”),與從南非入境英國的旅客有關。此后的分析發現,B1.351在南非近期新增確診病例中占比極高,且主要在南非南部和東南部傳播。

            12月24日,非洲疾病控制預防中心宣布,尼日利亞出現了第三種新冠變異毒株。尼日利亞是非洲人口最多的國家,其新冠確診病例在過去的一個月中增加了52%。該毒株與英國、南非的兩種毒株有相似之處,但這些相似之處可能是由獨立演化產生的。

            在這些新冠變異毒株的籠罩下,各國政府推進了不同的防疫措施。例如近日,法國政府宣布將動員10萬警察和憲兵,在元旦前夕負責“防止地下聚集”、“對參與者罰款”并“標記聚集的組織者”。英國也逐漸將更多地區的防控等級提升至最高級,意圖阻止人們出戶聚集。

            當前正值許多國家的疫苗注射期,許多人對此表示擔憂:這些新的變異毒株究竟意味著什么?它們是否會影響到新冠疫苗的效果呢?

            變異毒株:傳播速度加快

            新冠病毒(SARS-CoV-2)屬于冠狀病毒(coronavirus),與2003年的非典病毒一樣是一種RNA病毒。顧名思義,RNA病毒以RNA(核糖核酸)作為遺傳物質,由于RNA比DNA具有更多的不穩定性,RNA病毒的突變速率比DNA病毒更快,比人類細胞的突變速度更是快上100萬倍??紤]到這一點,新冠病毒出現變異毒株并不奇怪。

            通常情況下,病毒經歷的單位點突變不會對其造成任何影響,這些變異因而稱為“中性突變”(neutral mutation);時常出現的有害突變(deleterious mutation)甚至會將單個毒株引向演化“死胡同”,致使其滅絕。一般來說,一個新的變異毒株能受到廣泛關注,說明其經歷了少見的有益突變(beneficial mutation),讓這種毒株更適合“生存”。這可以通過多條途徑達成:本次英國境內發現的B.1.1.7毒株就表現出了更高的傳播率,倫敦新增的確診病例中,約70%都攜帶了這種新的變異毒株。

            據英國大型流行病學組織ARTIC Network發表的一篇研究,B.1.1.7毒株的突變位點積累異常之多。如下圖所示,相比于大多數變異毒株,該毒株積累了至少23個突變:

            在這篇論文中,研究人員推測,該毒株在經歷如此多突變后表現出更高的傳播率,說明其很有可能是在慢性感染患者體內,在患者血漿中的抗體和瑞德西韋(remdesivir)等藥物提供的演化壓力下產生的;換言之,如果感染患者的免疫系統和攝入藥物無法完全消滅體內的新冠病毒,自然選擇就可能引導病毒演化成更具抵抗力和傳染性的毒株。

            無獨有偶,南非科學家報告的B1.351毒株和非洲疾控中心報告的變異毒株也表現出了更高的傳播率。南非在10月的第一波疫情高峰結束后,就迎來了第二波疫情。第二波疫情迅速擴大;12月初,南非南部和東南部的病例數已重回第一波的水平。在發布會上,南非政府咨詢委員會主席薩林·卡林(Salim Karim)表示,主導第二波疫情的毒株,比第一波中的傳播速度更快。

            變異毒株:究竟“變”了什么?

            任何病毒都需要在宿主細胞內復制,而新冠病毒的主要宿主細胞是人類細胞。新冠病毒的表面具有突刺蛋白(spike protein,簡稱S蛋白)。人類細胞表達TMPRSS2酶,能將S蛋白“切開”,露出一段能與人類細胞表面的ACE2受體結合的蛋白。在成功與ACE2受體結合后,新冠病毒就能進入人類細胞。因為新冠病毒S蛋白負責入侵人類細胞的任務,所以在S蛋白序列中發生的任何變化,都有潛力為病毒的傳播推波助瀾。

            第一個引起廣泛關注的新冠病毒突變,早在多個月前就已浮現。這個名為“D614G”的突變,將新冠病毒S蛋白上的第614個氨基酸天冬氨酸(aspartic acid,簡稱D),變異為谷氨酸(glycine,簡稱G)。發表在知名期刊上的多篇論文表示,該突變使新冠病毒更容易進入人類細胞,極大地增加了新冠病毒的傳播率。

            在英國和南非出現的B.1.1.7、B1.351毒株中,最令人擔心的突變也出現在S蛋白上。在病毒學中,與受體結合的病毒蛋白序列稱為“受體結合域”(receptor-binding domain,簡稱RBD);RBD的氨基酸序列決定了病毒入侵細胞的效率,而這2個新毒株則剛好表現出了N501Y突變,即將S蛋白上第501個氨基酸從天冬酰胺(asparagine,簡稱N)替換成了酪氨酸(tyrosine,簡稱Y)。N501Y突變能提升RBD與ACE2受體的親和力(affinity),也就讓新冠病毒更容易感染人類細胞。這有可能是B.1.1.7在新冠肺炎患者的呼吸道內表現出異常高水平的原因。

            其次,尼日利亞報告的毒株在S蛋白上有P681H突變,這一突變在B.1.1.7中也存在。P681H突變將S蛋白上的一個脯氨酸(proline,簡稱P)替換為組氨酸(histidine,簡稱H),而替換位點剛好處于TMPRSS2酶“切開”S蛋白的位置,因此也有潛力提升病毒的感染能力。然而限于目前極少的數據,科學家還無法作出可靠推斷。

            除此之外,英國B.1.1.7毒株在N端結構域(N-Terminal Domain,簡稱NTD)還含有一個缺失突變Δ69-70(即刪除了第69和70個氨基酸)。據ARTIC Network報告,該突變曾出現于7月中,也出現于后來感染丹麥水貂的新冠病毒毒株內。ARTIC Network發表于bioRxiv的預印本研究表示,該缺失突變使病毒能逃逸一些單克隆抗體的中和作用,因此可能影響抗體和疫苗的有效率,但其具體影響尚待分析。

            幸運的是,雖然三種毒株中出現的突變都可能讓病毒更容易入侵人類細胞,但尚未有證據表明新出現的毒株會增加重癥率。隨著各國政府提高防疫能力,加強防疫措施,抓緊注射疫苗,這些病毒或許不會造成嚴重危害。

            變異毒株:疫苗會無效嗎?

            12月2日,英國藥監機構(MHRA)批準了輝瑞(Pfizer)/BioNTech生產的新冠病毒mRNA疫苗,使其成為了第一款通過審批的mRNA疫苗。該類疫苗利用載體向人類細胞中直接注射mRNA,細胞則進一步將mRNA翻譯成抗原,從而引起免疫反應。輝瑞/BioNTech生產的mRNA疫苗編碼的是新冠病毒的S蛋白,因此在理想情況下,注射疫苗后,免疫反應會生產針對S蛋白的抗體,中和入侵人體的新冠病毒。

            幾天之后,英國啟動了全民接種,美國食品藥品監督管理局(FDA)也批準了輝瑞/BioNTech疫苗的緊急使用。今天,國藥集團中國生物新冠滅活疫苗也于國內附條件上市;在該疫苗中,新冠病毒由β-丙內酯(β-propiolactone)的水解溶液滅活,滅活后的病毒無法再復制,但表面的S蛋白仍完好無損,因此能與mRNA疫苗一樣,誘導人體免疫反應產生針對S蛋白的抗體。

            12月22日,面對世界各地陸續出現的新冠病毒變異毒株,BioNTech的CEO烏爾·薩欣(U?ur ?ahin)表示他對輝瑞/BioNTech疫苗很有信心,認為既然“新毒株與此前的毒株序列99%相同”,該疫苗應該能有效抵御新出現的變異毒株。英國健康大臣漢考克也指出,目前的疫苗針對的是病毒S蛋白上的多個位點,因此少數突變“非常、非常不可能讓病毒產生免疫逃逸”。

            許多知名科學家贊同薩欣和漢考克的觀點。例如牛津大學的演化和傳染病學家蘇內特拉·古普塔(Sunetra Gupta)教授就表示,目前出現的新冠病毒變異毒株不足為慮。

            但與此同時,一些科學家也表示了擔憂。格拉斯哥大學的病毒學家戴維·羅伯遜(David Robertson)教授認為,新冠病毒“大概會(最終演化出)能逃逸疫苗效果的變異毒株”。這就意味著,新冠病毒或許會造成類似流感的情況,每年都需要開發出新的疫苗以抵抗其流行。漢考克也表示,如果新冠病毒演化出了這樣的變異毒株,“我們(就需要)修改我們的疫苗,來應對新的毒株?!?/p>

            但正如福瑞德·哈金森癌癥研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)的病毒演化學家杰西·布盧姆(Jesse Bloom)博士所說,積累出足夠產生疫苗逃逸的突變“不是一朝一夕的事”,需要很多年的時間。因此目前來看,注射疫苗、注意防護和密接溯源,仍然是各國防疫的最佳手段。

          責任編輯:王超

          環球科學
          是中國科協為深入推進科普信息化建設而塑造的全新品牌,旨在以科普內容建設為重點,充分依托現有的傳播渠道和平臺,使科普信息化建設與傳統科普深度融合,以公眾關注度作為項目精準評估的標準,提升國家科普公共服務水平。

          猜你喜歡

          欧美日韩视频高清一区,亚洲 欧美 中文 日韩 视频,亚洲视频高清不卡在线观看 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>