新證據顯示COVID-19疫苗在面對病毒新變種時效力不佳
據外媒報導,令人擔憂的新冠病毒變種可以躲避中和原始病毒的抗體。來自聖路易斯華盛頓大學醫學院的一項新研究表明,導致COVID-19的三種新型快速傳播的病毒變種可以避開對抗引發大流行的病毒原始形式的抗體。研究人員發現,除了少數例外,無論這些抗體是針對疫苗接種或自然感染產生的還是用於藥物的純化抗體都需要更多的抗體來中和新的變異。
據悉,這項基於實驗室的實驗結果於2021年3月4日發表在《Nature Medicine》上,研究結果表明,隨著新變種占主導地位,迄今開發的COVID-19藥物和疫苗可能會變得不那麼有效,專家們表示,這是不可避免的。研究人員研究了南非、英國和巴西變體。
這一研究的論文資深作者、Michael S. Diamond教授表示:“我們擔心的是,我們本以為那些感染過COVID-19或接種過疫苗的人會有抗體保護水平,但他們可能無法抵禦新變種。一個人對疫苗接種或自然感染產生的抗體有著很大的差異。有些人體內的抗體水平非常高,但他們仍有可能免受這種令人擔憂的新變異病毒的侵襲。但有些人–尤其是老年人和免疫功能低下的人可能不會產生如此高水平的抗體。如果防護所需的抗體水平上升十倍,正如我們的數據所顯示的那樣,他們可能還不夠。令人擔憂的是,最需要保護的人卻最不可能得到保護。”
導致COVID-19的病毒–SARS-CoV-2其使用了一種被叫做刺突的蛋白質接近並進入細胞內部。感染了SARS-CoV-2的人會產生最多的抗刺突蛋白的抗體。
因此,刺突蛋白成為了COVID-19藥物和疫苗開發人員的主要目標。美國食品和藥物管理局(FDA)批准的三種緊急使用疫苗–輝瑞/BioNTech、Moderna和強生–都瞄準了峰值並選擇了有效的抗尖峰抗體開發COVID-19抗體藥物。
病毒總是在發生突變,但在近一年的時間裡,SARS-CoV-2中出現的突變並未威脅到這種基於刺突蛋白的策略。然後,這個冬天,在英國、南非、巴西和其他地方發現了快速傳播的變異病毒。令人擔憂的是,這些新變種都在它們的刺突基因中攜帶多重突變,這可能會降低目前用於預防或治療COVID-19的刺突靶向藥物和疫苗的有效性。最令人擔憂的新變種分別為B.1.1.7(英國)、B.1.135(南非)和B.1.1.248(巴西)。
為了評估新的變種是否能逃避針對病毒原始形式製造的抗體,Diamond和他的同事–包括第一作者、戴蒙德實驗室的研究生Rita E. Chen在實驗室中測試了抗體對三種病毒變種的中和能力。
研究人員對SARS-CoV-2感染後恢復或接種過輝瑞疫苗的人的血液中的抗體進行了變異測試。他們還測試了接種過華盛頓大學醫學院研發的一種實驗性COVID-19疫苗的老鼠、倉鼠和猴子血液中的抗體。這種疫苗可以通過鼻子注射。B.1.1.7(英國)變種可以用中和原病毒所需的類似水平的抗體來中和。但另外兩種變異則需要3.5到10倍的抗體來中和。
然後他們測試了單克隆抗體:大量生產的個體抗體的複製品特別善於中和原始病毒。當研究人員用一組單克隆抗體測試新病毒變種時,結果從廣泛有效到完全無效。
由於每一種病毒變種的刺突基因都有多重突變,研究人員創造了一組單一突變的病毒,這樣他們就可以分析出每個突變的影響。抗體有效性的大部分變化可以歸因於刺突蛋白中單個氨基酸的變化。這種被稱為E48 4K的變異在B.1.135(南非)和B.1.1.248(巴西)中發現,但在B.1.1.7(英國)中沒有發現。Diamond稱,B.1.135變種在南非廣泛傳播,這可能解釋了為什麼在南非進行人體試驗的一種疫苗不如在美國有效,在美國這種變種仍非常罕見。
“我們還不完全知道這些新變異會帶來什麼後果,”Diamond說道,“抗體不是唯一的保護措施;免疫系統的其他部分可能能夠彌補增加的抗體抗性。這將隨著時間的推移而決定,從流行病學的角度來看,我們可以看到隨著這些變異的傳播會發生什麼。我們會看到再感染嗎?我們會看到疫苗失去效力和耐藥性出現嗎?我希望不是這樣。但很明顯,我們將需要不斷篩查抗體以確保它們在新的變異出現和傳播時仍然有效,並可能調整我們的疫苗和抗體治療策略。”