新一輪疫情已波及17省份 | 牛津大學專家:新冠病毒或將變得更強大

新一輪疫情已波及17省份 | 牛津大學專家:新冠病毒或將變得更強大
2021年08月04日 10:24 新浪科技綜合
圖片來源:pixabay圖片來源:pixabay

  如今,新冠肺炎疫情已經持續了超過一年半的時間。在這場曠日持久的抗疫大戰中,盡管各國采取了不同程度的、包括接種疫苗在內的防控措施,但人類何時才能從這場疫情的陰云中走出,仍是一個難以回答的問題。新冠病毒不斷發生的變異,也一次次地給人們帶來新的挑戰,讓人們措手不及。

  編譯丨李詩源、王怡博、石云雷

  近日,國內出現了新冠病毒變異株跨省傳播的情況。根據目前的檢測結果,德爾塔變異株(B.1.617.2)是這次跨省傳播中的關鍵毒株。這種變異株最早于去年10月在印度被發現,此后其攻勢愈發兇猛。今年4月,世界衛生組織(WHO)將其列為“待觀察變種”(Variants of Interest);5月11日,德爾塔變異株被列入“需關切變種”(Variants of Concern)名單,與包括最早發現于英國、此前大范圍流行的阿爾法變異株(B.1.1.7)等其他3種變異株同屬此類。

  “崛起”的變異株

  從今年6月份開始,德爾塔變異株進一步在多個國家蔓延。英國公共衛生部的數據顯示,在2021年6月7日-21日期間,英國確診的新冠肺炎病例中有90%以上來自德爾塔變異株感染,這種變異株已成為了英國境內最流行的變異株。當時,美國基因組學研究公司Helix發表的一份預印本研究顯示,阿爾法變異株在美國的主導地位正在被迅速取代,其對新增病例的貢獻率在短短6周內就從70%下降至42%——這主要歸咎于德爾塔變異株的迅速擴散。

  根據聯合國在上周五公布的數據,目前德爾塔變異株已傳播到了132個國家,在全球造成的感染病例和死亡病例都在攀升,僅一周就導致全球新增400萬個確診病例。在一些地區,德爾塔變異株導致的疫情更加嚴重,其在7月份新增的感染人數相比于前一個月增加了80%。根據美國微生物協會的消息,美國新增的新冠確診病例中有83%是由德爾塔變異株導致的。

  近期,德爾塔變異株也在國內多地引發了疫情。7月22日,江蘇省報告了17名新冠肺炎患者,經檢測顯示,患者感染毒株為德爾塔變異株。截至目前,新一輪本土疫情已經波及17個省份。根據其中4個省份公布的消息,初步確定了患者感染的病毒株為德爾塔變異株,與境外輸入的病例所攜帶的德爾塔變異株具有高度同源性。

2021年2月-6月21日英國新冠肺炎病例中各變異株所占比例的變化(粉色和紫色區域分別表示阿爾法和德爾塔變異株)。圖片來源:英國公共衛生部 2021年2月-6月21日英國新冠肺炎病例中各變異株所占比例的變化(粉色和紫色區域分別表示阿爾法和德爾塔變異株)。圖片來源:英國公共衛生部 

  與阿爾法變異株相比,德爾塔變異株的傳播力高出了40%~60%,相比于最早期傳播的新冠病毒,傳染力提高了1倍。除此之外,感染德爾塔變異株的患者的住院率也比感染了阿爾法變異株的高出85%。根據紐約時報的報道,德爾塔變異株的傳染性已超過很多種傳染性病毒,例如中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)、非典病毒(SARS-CoV)、埃博拉病毒、普通感冒病毒、季節性流感病毒和天花病毒,其傳染性與水痘相當。

圖片來源:紐約時報圖片來源:紐約時報

  中國疾控中心研究員馮子健曾在介紹德爾塔病毒特點時指出,德爾塔的潛伏期和傳代間隔都有所縮短,過去的新冠病毒傳代間隔是4~5天,而德爾塔變異株是3天左右。潛伏期和傳代間隔都縮短加強了德爾塔病毒的傳播能力。根據近期的一項研究,德爾塔病毒變異株感染者體內的病毒數量是最初的新冠病毒感染者病毒載量的1000倍,這在一定程度上也加快了病毒的傳播。

  關鍵的基因突變

  在德爾塔變異株中,一個突變被認為與病毒的傳染性增強相關。新冠病毒的刺突蛋白(S蛋白)由受體結合亞基和融合亞基組成,它們必須分離,才能介導膜融合并引起細胞感染。其他冠狀病毒中,這兩個亞基之間通常只有一個起到連接作用的氨基酸,而新冠病毒有5個,分別是脯氨酸、精氨酸、精氨酸、丙氨酸和精氨酸,也被稱為弗林切割位點(furin cleavage site)。研究顯示,一種名為弗林(furin)的宿主細胞蛋白能識別并切割這個氨基酸鏈,而且這對新冠病毒快速進入人肺部細胞極其關鍵。在許多其他高致病性人類病毒的刺突蛋白中也存在類似的序列。

新型冠狀病毒結構的計算機模擬。圖片來源:Janet Iwasa, University of Utah新型冠狀病毒結構的計算機模擬。圖片來源:Janet Iwasa, University of Utah

  德爾塔變異株的弗林切割位點發生了突變,其中的脯氨酸替換成了精氨酸(P681R),阿爾法變異株也存在類似的突變。這種變化會降低序列的酸性,而氨基酸鏈堿性越強時,它們被弗林識別切割的效果也更好,更多弗林酶切意味著更多刺突蛋白準備好進入人體細胞。SARS病毒只有不到 10% 的刺突蛋白做好了這種準備,最初傳播的新冠病毒為50%,阿爾法和德爾塔變異株分別超過了50%和70%,這也意味著病毒的傳染性在增強

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  除此之外,還有兩類突變與德爾塔變異株的免疫逃逸密切相關。德爾塔變異株的S蛋白上3個區域存在基因突變位點。在和ACE2受體結合的結構域上存在3個基因突變,其中K417T與S蛋白的構象改變有關,L452R和T478K主要增加S蛋白與細胞ACE2受體的親和力,這3個突變都能幫助病毒實現免疫逃逸。科學家還在S蛋白的N端結構域中,發現了很容易受到抗體攻擊的位點,將其稱為“抗原超位點”(也稱為NTD區域)。在德爾塔變異株中,這個結構域中發生了多個突變(包括T19R、G142D、R158G以及156和157位的氨基酸被刪除)。他們認為,在這個位點上累積的突變能增強病毒逃脫免疫檢測的能力

  疫苗還有效嗎

  在德爾塔變異株在全球蔓延,一個備受關注的點是,它能感染接種過2劑新冠疫苗的人群,也就是產生突破性感染。據CDC一項內部報告顯示,在1.62億接種過疫苗的美國人中,每周大約有3.5萬人出現感染癥狀。近期,CDC的負責人Rochelle P。 Walensky還表示,接種過疫苗的突破性德爾塔變異株感染者與未接種疫苗的患者,在鼻子和喉嚨中攜帶的病毒數量相同,因此傳播病毒的幾率可能也一樣。

  基于已有的研究,目前的疫苗對預防德爾塔變異株感染的效果有所降低,但能避免感染者出現嚴重的癥狀。根據《以色列時報》的一項報道,在以色列,輝瑞-BioNTech研發的新冠疫苗對接種者的保護率明顯降低。在德爾塔變異株大范圍傳播之前,該疫苗能提供94.3%的保護率,而如今這款疫苗的保護率降低了30%至64%,但這款疫苗對危重癥的保護率仍然很高,為93%。

  此前,廣州市對德爾塔變異株感染病例的初步統計數據表明,國產疫苗對于德爾塔變異株依然有效,對產生危重型、輕型和無癥狀感染者的預防效果分別為100%、67.2%和63.2%。英國公共衛生部分析了兩款新冠疫苗(輝瑞-BioNTech疫苗和阿斯利康疫苗)預防感染德爾塔變異株后住院的有效性,結果表明在完成了兩劑疫苗接種的患者中,兩款疫苗的有效率分別達到96%和92%,與疫苗對其他變異株的保護效力相似。

  兩項分別發表于《自然》和《新英格蘭醫學雜志》的研究顯示,接種2劑疫苗帶來的保護效益顯著高于接種1劑疫苗。前一項研究顯示,疫苗接種者(接種了1劑輝瑞或阿斯利康疫苗)的血清對德爾塔幾乎沒有中和活性。95%接受兩劑疫苗的人的血清產生中和反應,對德爾塔變異株的中和反應比對阿爾法的中和反應弱3-5倍。后一項研究發現,2劑mRNA疫苗對德爾塔的有效性為88%,但1劑疫苗的有效性僅為30.7%。

  我們還能做什么

  為了對抗德爾塔變異株的傳播,目前科興、輝瑞等公司正在測試接種第3劑疫苗的效果。從當前的實際情況來看,考慮到接種2劑疫苗還沒有完全普及,目前更好的策略是盡快普及新冠疫苗的接種工作。

  在英國,大部分德爾塔變異株感染發生在50歲以下人群中,而20~29歲年齡段的感染者數量最多。這可能是因為年輕人通常不是重點和優先的疫苗接種對象,進而導致其感染率反而最高。

  根據美國疾控中心發布的報告,18~29歲人群的疫苗接種率低于65歲以上人群的接種率。雖然與老年人相比,年輕人感染新冠病毒后發展為重癥和死亡的概率低得多,但他們可以作為傳染源,給遏制疫情帶來困難。因此,加緊疫苗接種工作仍是全球的當務之急,對于盡早形成全民免疫、消滅疫情具有關鍵意義。目前,我國18歲以上人群的疫苗接種率已達到了很高的水平。在3~17歲的人群中,疫苗接種較低,但目前也在有序地開展中。

英國各年齡段的德爾塔毒株感染者數量(截至2021年6月21日;左側為女性數據,右側為男性數據)。圖片來源:英國公共衛生部英國各年齡段的德爾塔毒株感染者數量(截至2021年6月21日;左側為女性數據,右側為男性數據)。圖片來源:英國公共衛生部

  除了在當前拯救生命,加緊疫苗接種還有著更深遠的意義。從阿爾法變異株到如今的德爾塔變異株,新冠病毒一直在與人類“斗智斗勇”,新的變異不斷出現,而且將繼續出現。

  6月11日,英國公共衛生部報告了德爾塔變異株的變種,并將其稱為德爾塔+(B.1.617.2.1,或AY.1)。與德爾塔變異株相比,德爾塔+變異株的刺突蛋白上新增了K417N突變。近期,日本科學家進行的一項研究表明,目前在南美洲流行的蘭姆達變異株也能逃脫免疫反應。

  盡管還沒有足夠的數據表明這些變異株的傳播力相比其他變異株是否進一步增強,它的出現還是再一次給人們敲響了警鐘——這場戰爭遠未結束。經驗已經表明,人們很難及時地識別病毒的新突變并采取有力的防控措施。盡早地遏制疫情,可以避免病毒進一步演化帶來更糟糕的局面。

  牛津大學的演化病毒學家阿瑞斯·卡祖拉基斯(Aris Katzourakis)認為,人們不能假設新冠病毒不會再變得更強大。“在演化過程中,任何事情一旦發生至少2次,就意味著形成了某種模式。如果在接下來的一兩年里,新冠病毒再發生和之前同等程度的變化,我絲毫不會感到詫異。”

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