
环球疫情的战斗越来越像一场疫苗推广和变种病毒之间的竞赛。两周前,随着疫苗接种活动在全球范围内拉开序幕,英国发现了新的变种新冠肺炎病毒,几天后,南非又出现了另一种令科学家们担心的病毒株。
然而,病毒的突变是自然发生的现象——就新冠病毒而言,通常每个月会有一到两次突变。英国和南非的变种病毒为何更令人担忧?世界的疫苗努力真的能因此付诸东流?
病毒为什么会突变?
病毒通过感染宿主并复制其遗传物质进行繁殖而生存。然而,这种复制并不是一个完美的过程,复制的基因不一定与原基因完全相同。而突变就是基因组复制时自然产生的小错误。
大多数时候,突变是以规律的速度发生的。但有时,病毒会加速突变:在英国和南非,仅在几周内就发现了20多个新的变异。
突变并不总是导致病毒的重大变化。更多时候,突变没有明显的影响。只有当它影响到基因组的关键部分时,才会有危险,譬如病毒的刺突蛋白(Spike protein,中文又称S蛋白),即新冠肺炎病毒用来进入细胞的关键构件。在极少数情况下,这有可能会增加病毒的传染性。
新兴冠状病毒表面的刺突蛋白的3D列印。刺突蛋白覆盖在病毒的表面,使病毒能够进入并感染人类细胞。(美国国家卫生院)
这也正是科学家们认为在英国和南非发生的情况。科学家们还不清楚为什么会发生这些突然的突变高峰,但其中一个理论是,这与医生治疗新冠肺炎患者时使用的药物“鸡尾酒”疗法有关。
疫情开始时,科学家们对这种病毒知之甚少,治疗方法只能是实验性的。医生们尝试了许多不同的药物,希望有一种组合能够奏效。这可能为病毒创造了不寻常的生物环境,并产生了进化压力,有助于鼓励特定的突变。慢性病例的存在是另一个被怀疑的原因:随着病毒有更多的时间繁殖,可能导致了更多的突变。
Also, Sir John Bell behind the Oxford vaccine expresses concern that existing vaccines *might* not protect against the South African variant of the virus due to the level of mutation. This variant has already been identified in UK. Borders should close to prevent further cases. pic.twitter.com/QVqoOJ9mdX
— Rachael Woodman (@rach_ew) 2021年1月4日
疫苗会否无用?
这些不寻常的突变会不会使新病毒株与以前的病毒株有很大不同,以至于新研制的疫苗对它们不起作用?自然,这个问题在新变种病毒被发现后引起了大多数卫生官员的关注。
有专家表示,他们相信疫苗——如辉瑞和阿斯利康的疫苗——能够抵御英国的新病毒株。但南非病毒株中发现的特殊突变令他们担忧。1月4日,英国卫生大臣汉考克(Matt Hancock)对英国广播公司(BBC)表示,他 “非常担心南非变种”。
在南非病毒株中,刺突蛋白的变化较大。因为刺突蛋白也是帮助抗体识别病毒的部分,它是疫苗设计的重点,并且它的突变也就是专家们担心的原因。如果事实证明变化太大,疫苗引发的抗体反应可能无法识别新病毒。
1/📌Concerning case of reinfection: healthy 45 year old was reinfected with the genetically distinct SARS-CoV-2 variant that harbors the E484K mutation – this is the variant that was recently reported to escape neutralizing antibodies 1/6🧵 pic.twitter.com/h83eqc0sO8
— Dr. Ali Nouri (@AliNouriPhD) January 7, 2021
据伦敦大学学院教授巴卢(Francois Balloux)接受BBC采访时表示:“E484K突变(南非病毒株的刺突蛋白突变之一)已被证明能降低抗体识别率。因此,它有助于新冠肺炎病毒绕过先前感染或接种疫苗提供的免疫保护。”
然而,这并不意味着人类又回到了一年前的状态,面对未知的新病毒并没有疫苗。首先,研究人员还在确认这些突变对病毒的传播性和疫苗效率的影响。夸祖鲁-纳塔尔研究创新和测序平台(KwaZulu-Natal Research Innovation and Sequencing Platform)的南非团队表示,将在本周末公布初步研究结果。
其次,目前市场上的疫苗会引发一系列针对刺突蛋白不同部位的免疫反应。如果该蛋白对一种反应的抵抗力增强,它仍然可能被其他反应有效杀死。据接受路透社采访的夸祖鲁-纳塔尔实验室的传染病专家莱塞尔斯(Richard Lessells)表示,因上述的情况,现在担心刺突蛋白的突变还为时过早。
最后,假如事实证明疫苗对新菌株的效果较差,过去一年的疫苗研发工作也不会白费。在疫苗设计方面,研究人员不必从零开始,他们可以依靠过去的工作调整新疫苗以适应新菌株。12月底,BioNTech公司行政总裁兼联合创办人沙欣(Ugur Sahin)在接受德国之声(Deutsche Welle)采访时表示,其公司基于信使核糖核酸(messenger RNA)的创新疫苗技术可以在短短六个星期内研发新疫苗。届时,瓶颈将是监管机构,鉴于情况紧急,监管者将必须决定是否批准对疫苗的新变化。
即使南非病毒株可能是安全的,我们是否应该担心未来可能要出现的突变?
新冠病毒在突变率方面是中庸的。它比一些基于脱氧核糖核酸(DNA)的病毒,如天花病毒,突变得多,但比其他基于核糖核酸(RNA)的病毒,如流感病毒,突变得少。这种突变率是至关重要的:它决定科学界能够开发出有效的疫苗完全消灭天花,而却未能阻挡快速变化的流感。
对于新型冠状病毒,情况可能在两者之间:疫苗研发人员将比流感病毒更容易赶上突变速度,但未来出现危险的变种病毒可能需要我们开发新的疫苗才能对抗它。
如果是这样,环球疫情的结束可能还是很遥远。
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新闻来源:多维新闻网