《自然》深度報導:新冠疫情將走向何方?
日前,頂尖學術期刊《自然》發表一篇深度觀點(perspective)文章,探討一個全世界都極為關注的問題——這場新冠疫情究竟要走向何方。作者們在文章中並不樂觀地指出,隨著免疫力的逐漸下降,以及病毒自身產生的突變,新冠有可能會在世界不同地區造成持久影響,甚至出現季節性的區域爆發。如果監測能力不足,或是應對不夠充分,新冠依舊有在全球造成大流行的可能。
歷史的啟示
關於新冠疫情將走向何方,人們很容易想到,關於其它冠狀病毒的研究裡可能藏著答案。然而與人類已知的冠狀病毒相比,新冠病毒表現出了許多獨特的特性。比如相比能引起感冒症狀的四種普通冠狀病毒,新冠病毒的毒性顯然要高出許多;而相比SARS病毒和MERS病毒,新冠病毒的無症狀傳染特性也非常特別。因此,已有關于冠狀病毒的知識,還不足以用來預測新冠疫情的走向。
如果將時光再往回追溯一段時間,1918年的流感大爆發可能是個更好的比較對象。與新冠一樣,這是一種新出現的病毒,人體對其幾乎沒有免疫力。
在北半球,這場百年前的大流行在春季先引起了一波輕微的疫情,然後在秋季變成一場災難。值得一提的是,這兩波疫情分別在3月和9月爆發,並非傳統的流感爆發時節。因此本文作者認為,對於新型病毒,季節等氣候因素並非主要的傳播驅動因素。
這意味著什麼呢?作者們指出同樣是一種新型病毒,新冠病毒並不一定會變成流感一樣的季節性疾病(雖然也不能排除這種可能性)。在巴西、印度、南非等傳統“熱帶地區”的疫情爆發,也為這一觀點提供了佐證。無疑,這給疫苗的全年覆蓋帶來了挑戰。
病毒的變異
通常來講,呼吸道病毒的傳播需要其感染上呼吸道,並在其中復制和脫落;而病毒的危害性則取決於其感染下呼吸道的能力。從演化的角度看,提高病毒傳播能力、降低其毒性的突變會更具優勢,也更容易被選擇下來。事實上,在動物模型中,H5N1禽流感病毒的演化正展現了這樣的趨勢。
但在新冠病毒上,事情看似更複雜一些。這種病毒利用ACE2受體侵入人體細胞,但這種受體既存在於上呼吸道,也存在於下呼吸道。因此但凡能增強傳播性的突變,很有可能也會同時增強其毒性。
那麼在疫情當中,我們觀察到新冠病毒出現了哪些變異呢?正如人們所預估,D614G突變的出現極大提高了病毒的傳播力,也讓它成為了主流毒株。後續出現的Alpha變異株則進一步增強了其傳播性。
在毒性方面,我們尚未觀察到相關的證據。事實上,由於毒性並不是一個提高病毒演化優勢的性狀,因此目前很難預估未來的變種是否會出現毒性上升。
但我們不能就此掉以輕心。從1918大流感上看,一些後續局部爆發的H1N1變種病毒有相對更高的毒性。另一些研究表明,和其它細菌或病毒共同感染,可能會提高流感病毒的殺傷力。目前,我們並不知道新冠病毒和人體內其它病原體會有怎樣的聯合反應。
當然,隨著群體免疫力的進一步上升,作者們相信新冠病毒的嚴重程度最終會出現下降。但想讓新冠病毒的毒性退化到只造成普通感冒的地步,可能還需要好幾十年。
變種的出現
作者們在文章中指出,包括Alpha變異株在內,全球已有數種新冠變種病毒在不同地區造成流行,因此我們有必要理解這種病毒的變異本質。
僅從遺傳物質的複制“差錯率”上看,冠狀病毒其實要比其它RNA病毒來得好。從突變產生的速度來看,它也的確比流感病毒要慢上3-4倍。但出乎所有人的預料,新冠病毒依舊以平均每月固定兩處變異的速度,短時間內積累了大量突變。
更令人擔心的是,冠狀病毒發生RNA重組的概率並不低。如果有人同時感染了兩種新冠變種病毒,有可能會在體內發生重組,帶來意想不到的後果。此外,隨著全球接種人數的不斷增加,未來的新冠變種,也會逐漸朝著免疫逃逸的方向發生演化。關於這點,我們同樣需要警惕。
值得一提的是,新冠變種並不一定只會在人體內出現。目前我們已知貓、狗、倉鼠、乃至動物園的猩猩與獅子等大量哺乳動物都能感染新冠病毒。在這些動物宿主裡,新冠病毒可能產生一系列新的突變,甚至產生新的重組病毒。
為此,作者們呼籲我們還是要做好監測,第一時間發現新的變種。而對於易感的動物群體,也需要做更多研究,減少風險。
疫苗的保護
自疫情爆發以來,全球科學家們以前所未有的速度開發出了新冠疫苗,但人們圍繞疫苗,也依舊提出了不少問題,比如疫苗起效的機制,能否保護無症狀感染,以及免疫力能持續多久等。
作者們在文中提到,新冠病毒刺突蛋白的某些區域最容易激活中和反應,但與此同時,這些區域又恰好是容易發生突變,產生新冠變種病毒的區域。因此,我們看到一些疫苗針對新冠變種病毒的效果有所下降。為此,對於疫苗的長期保護效果,還需要持續進行檢測。
而從其它獲批的病毒疫苗中,我們或許也能看到新冠疫苗的未來。在美國,有17種針對病毒的疫苗獲得批准。它們可以被分為幾類,最弱的一類是對疾病進行控制,而最強的一類是能徹底消滅疾病。
在疫情爆發期間,人們的目的當然是先對疾病進行控制。而隨著未來更為高效的疫苗問世,消滅病毒感染也不是天方夜譚。但想要徹底消滅疾病(如天花),疫苗接種則還需要全球的協同,以及疫苗的大量覆蓋。否則就難逃小兒麻痺症疫苗的命運——雖有疫苗問世,但並沒有根除疾病。
考慮到多款新冠疫苗需要接種兩針,這種全球協同的重要性自然不言而喻。
作者們也指出,可以想像在大規模的疫苗接種之下,新冠病毒不再引起重症,但依舊具有致病潛力,且會有局域性的爆發。在疫苗之外,針對新冠病毒的單克隆抗體,可能是徹底消滅新冠疾病的最後一塊拼板。
未來的場景
在本文的最後,作者們設想了三個關於新冠疫情的不同未來場景。
第一個場景最令人擔憂——由於無法快速控制疫情,未來我們還將面對大量感染者,而這一龐大的人群又會進一步促生出更多新冠變種。疫苗或是感染產生的免疫力或許可以帶來長久保護,但這離不開對疾病的快速診斷和精準監測,也離不開將疫苗提供給全球更廣袤的地區。
第二個場景裡,新冠疫情最終會成為流感一樣的地區性、季節性疾病。有效的療法能控制新冠疾病的進展,減少疾病負擔,使之與流感類似。當然,這並不代表人們可以就此樂觀——即便在非爆發年,流感在全球依舊可以造成數十萬人死亡。每年因呼吸道疾病去世的65歲及以上的人群裡,流感造成的死亡數佔三分之二。
在第三個場景中,新冠病毒最終會退化成類似於僅造成感冒症狀的普通冠狀病毒,影響力遠不如流感。但由於我們對這些常見冠狀病毒的了解不深,目前難以預測新冠病毒的毒性究竟會不會下降。
作者們認為第二個場景更有可能成真。接下來的幾十年,這或許是我們將要面對的未來。