變種病毒有多厲害?最高可將傳播性提升70%以上
在新冠病毒來勢洶洶地向人類“宣戰”一年後,我們雖然迅速研製了疫苗這一有力的武器來確保勝利,但卻驚恐的發現,在疫情之初就有不少科學家予以警告的一種可怕趨勢——病毒變異——開始出現了。
11月份,英國進入第二次全國性封鎖,但日增確診病例卻有增無減,科學家很快意識到,出現了傳染性更強的變種病毒。隨後,這一結論予以證實,並發現這種被稱為B117的病毒最早可以追溯至9月份。
研究發現,在11月,倫敦大約有四分之一的確診病例來自於B117。到12月中旬,這一比例已接近三分之二。這種基因突變後的變體新冠病毒最高可將傳播性提升70%以上。
儘管12月份英國公佈這一消息後,世界各國都緊急實施了航空禁令等相應的防控措施,但幾乎每天都有這種變異病毒的感染者在不同的地區被發現。目前B117的身影至少在45個國家出現,包括疫情最為嚴重的美國。這對於已經不堪重負的醫療系統而言,無疑是雪上加霜。
B117傳染性的“升級”來自於它對於自身而言先進的突變。根據對這一新變體的初步分析,科學家們確定了至少17種重要突變。這包括刺突蛋白的變化。刺突蛋白實為病毒用來解鎖進入人體細胞門的鑰匙。
一種叫做N501Y的突變改變了刺突的最重要部分——稱為“受體結合域”。這是刺突第一次與人體細胞表面接觸的地方。這種突變使病毒更容易與人體細胞結合,進入細胞內部。
然而,這還僅僅是開始。緊接著,在南非也出現了類似的傳染性增強的另一變種新冠病毒。隨後是巴西。雖然與英國和南非的變種病毒具有一些相同的關鍵性突變,但專家警告,巴西的變種病毒可能預示著更大的危險。
因為它不但被認為引發了巴西亞馬遜首府馬瑙斯的疫情爆發,而且科學家還懷疑它能躲過人體的免疫反應。
劍橋大學微生物學教授拉維·古普塔(Ravi Gupta)將這種被命名為E48 4K的變種新冠病毒形容為“最值得擔憂”的突變。
其中包含被稱為“H69/V70缺失”的突變,即病毒刺突的其中一小部分尖峰被去除。古普塔研究發現,這種突變在實驗室的實驗中將感染力提高了兩倍。同一小組的研究表明,這種刪除會使曾經感染的康復者血液中的抗體攻擊病毒的效力降低。
巴西科學家本周公布的學術論文稱,發現一名曾經確診新冠后康復的病患感染了這種新的毒株,因此懷疑它可以逃脫人類免疫系統所記憶的自然防禦。
這意味著,疫苗對這種病毒的防禦性可能受限。因為疫苗工作的原理機制與自然免疫類似,都是免疫系統記憶了病毒的攻擊形式後,可以在相同病毒下一次攻擊時開啟防禦,只不過疫苗為人體注射的是無害的病毒版本。
率先宣布新冠病毒疫苗研製成功的製藥公司輝瑞及其在德國的合作夥伴BioNTech上週表示,他們的疫苗針對英國的變種新冠病毒B117仍然有效,但還沒有公佈針對更新的E484K的實驗結果。
倫敦大學基因研究所所長弗朗索瓦·巴魯(Francois Balloux)確認,南非的變種病毒不太可能有效繞過現有疫苗所提供的保護,但是他警告說:“E484K突變已經顯示出可以降低抗體辨識的特性,這將幫助新冠病毒繞過曾經感染或疫苗所提供的保護。”
關於新冠病毒產生更為強大的突變,科學家的一項實驗結果令人心驚。研究者讓病毒與曾經感染新冠病毒的康復者的血漿接觸,三個月後,病毒發生了多種突變,其中包括E484K。
這與科學家們近期的另一項警告相印證。領導南非抗擊艾滋病毒的流行病學家阿卜杜勒·卡里姆(Abdool Karim)教授說,變種病毒是在感染具有部分免疫力的人時為逃避抗體的識別進化而來的,所以“隨著疫苗接種以及更多人被感染,現在(病毒的變種)將比2020年更加普遍。”
監測新冠病毒進化的伯爾尼大學病毒遺傳學家艾瑪·霍德克羅夫特(Emma Hodcroft)也表示,2021年的情況可能會有利於更多具有多重突變的變異體的進化,因為更多的人被感染,病毒的進化壓力也在增加。
實際上,所有病毒都會不斷進化和改變,而當它們像如今的新冠病毒這樣大規模迅速傳播時,每分鐘可以產生萬億代的病毒,適應性增強也就無可避免。這包括傳染性的加強以及躲避免疫系統的反應。
自從一年前新冠病毒的基因序列得以公佈,新冠病毒就一直在科學家們的“眼皮底下”進化。現在新冠病毒的基因序列早已與一年前大相徑庭,各種新的族群在世界各地出現。病毒以精確度的耗損為代價加速復制,那些更具優勢、讓病毒更易於生存的突變被保留下來。
因此,病毒發生基因突變早在科學家的意料之中,但近期新冠病毒的進化方向卻令他們心憂。耶魯大學生態和進化生物學教授保羅·特納(Paul Turner)說:“我們所觀測到的都在意料之中。”但“如果你看到突變令病毒可以逃脫免疫系統的檢測,或者逃脫疫苗的覆蓋,那就非常值得擔心了。”
而最近觀測到的幾個新冠病毒的不同族群都發生了類似的突變。正在研究新冠病毒基因序列的費爾南多·斯皮爾基(Fernando Spilki)聲稱在巴西檢測到三、四種不同的新冠病毒基因序列,“儘管它們之間可能互不相關,但它們可能在同時進化,並朝著相同的方向。”
也就是說,敵人正在變得更加強大,人類與新冠病毒的這場鬥爭正在變得更加複雜和艱難。
埃默里和賓夕法尼亞州立大學的科學家進行的一項建模研究於週二發表在《科學》雜誌上,該研究表明,新冠病毒的進化途徑最終將導致一種毒性較小的“地方性”病毒,並與其他輕度引起感冒的冠狀病毒一樣持續在人類中傳播。
賓夕法尼亞州立大學的奧塔爾·比約恩斯塔德(Ottar Bjornstad)教授說:“我們處在未知領域。”但無論如何,包括普及疫苗和實施限制措施,我們應盡最大努力應對這種流行病,以減少“傷亡”。