科普–新冠病毒变异知识

By BBC中文网

病毒的一生中会发生多次突变,产生变异毒株,导致病毒行为发生变化。这就给疫苗和药物研发、疫情控制带来不确定因素。

因为病毒不断复制自己,突变也不断发生。病毒复制的越多(感染人数越多),发生突变的几率和出现变异的数量也就越多。

在新冠病毒疾病疫情初期,全球人口绝大部分都不具备保护的免疫力,但现在越来越多人不是曾经感染过就是接种过疫苗,有了保护力。因此,不会触发人体免疫反应的变异病毒更容易传染。

那么新冠病毒变异会无止尽地进行下去吗?哪些变异毒株是人们必须警惕的?疫苗对变异毒株会不会失效?回到起点,变异毒株是怎么产生的?

病毒如何变异?

每一次新冠病毒感染人体,都是SARS-CoV-2病毒不断复制自己的结果,每次复制就要复制自己的基因组,在复制的过程中可能会出现微小的错误,因此新的基因组可能和之前的稍有不同。

简单说,这些小错误就是突变,又称异变,由此产生病毒的变异毒株;突变会持续不断发生,变异毒株也就越来越多。

大部分突变对病毒的行为没有影响,但偶然情况下,突变也会造成病毒的行为产生变化。

目前发现的主要有两种变异,都出现在新冠病毒的突刺蛋白上,突刺蛋白是病毒用来解锁进入人体细胞的重要组成部分。

N501变异毒株改变了新冠病毒突刺最重要的“结合受体”,这是病毒突刺首先接触人体细胞的地方,任何让病毒更容易进入细胞内的变异就会让它更具优势。

英国新冠病毒基因组(COG-UK)专家罗曼(Nick Loman)认为,从这一点来看这一变异毒株非常值得关注。

另一种突变是H69/V70缺失。剑桥大学 Ravi Gupta 教授的研究表明,这种突变在实验室实验中使传染性提高了两倍,同时使幸存者血液中的抗体攻击病毒的效率减弱。

变异毒株行为有什么不同?

病毒在适应过程中有多种技巧来让自己更容易传播。例如:

  • 更有效地侵入人体细胞;
  • 更深地潜入人体细胞内的预警机制;
  • 在空中存活更长时间;
  • 增加患者呼吸、咳嗽释放的病毒含量;

病毒变异会涉及演化意义上的进退取舍 — 一方面的进步可能是以另一方面的退步为代价。比如,病毒在与疫苗抗衡的过程中可能会牺牲部分传播能力。

病毒变异将演变到什么程度,目前很难预测,因为不光是变异毒株的数量,还涉及传染性、危害力、免疫的有效时间长短等各种因素。

Alpha、Gamma 和 Beta 变异毒株都有一种被称为 N501Y 的突变,而这种突变似乎能强化病毒对细胞的感染力,也使病毒更容易传播。

Beta 和 Gamma 变异毒株还有一个关键的突变,称为 E484K,可能使病毒得以避开免疫系统的阻击。Delta 变异毒株可能更容易传播。

疫苗对变异毒株有效吗?

几乎可以肯定是的,至少现在是这样。

因为辉瑞、莫德纳和牛津等三种进展快速的疫苗都训练人体免疫系统对抗病毒突刺,而新冠病毒刺突蛋白出现变异令人担心是否会影响疫苗的效力。

不过,疫苗同时也在训练免疫系统攻击病毒的几个不同部分,因此即使部分刺突发生突变,疫苗应该仍然有效,可能效力会降低。

需要警惕的是病毒发生更多突变,能够避开免疫系统阻击而继续感染人体。

病毒变异说明病毒在不断适应环境以求生存。

新冠肺炎将来有可能像流感一样,需要定期更新疫苗。

流感病毒变异相当快,所以我们每年都需要新的疫苗;SARS-CoV-2病毒不像流感病毒变异如此快速,但是持续发生的新的变异也许也需要定期补打后续疫苗。

新冠病毒变异会永无休止吗?

比较病毒传播能力的最主要指标是R0值,意思是在无人具有免疫力、无人采取防疫措施的情况下,一个病毒携带者感染的人数。

2019年武汉疫情初期,R0值大约是2.5,Delta变异毒株的R0值可能高达8.0。

新冠病毒的R0值能升到多高,目前学术界意见并不统一,但普遍认为今后几年病毒的传播能力将跳跃式增强。

目前所有传染性疾病中R0值最高纪录属于麻疹,介于14 – 30。

虽然疫苗是控制疫情的主要工具,但是疫苗本身也可能会导致新冠病毒突变、出现不起免疫反应的病毒变异。

随着感染后复原的人以及接种疫苗的人越来越多,病毒也面临更大的生存压力,出现不会引起人体免疫反应的变异病毒的可能性也就越高。

但病毒变异还是有终极限制的。牛津大学病毒进化专家阿丽斯·卡佐拉奇斯(Aris Katzourakis)认为,不大可能出现变异出一种集所有糟糕突变为一体的终极超级病毒。

当然,遏制新冠病毒变异毒株层出不穷的最有效办法,就是减少全球新冠病毒感染病例,因为每次新的感染就是病毒发生变异改变行为的机会。

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