来源:Nature Portfolio

  参与《自然》调查的多数科学家认为,新冠病毒会成为地方性流行,但对社会的威胁性会逐渐减弱。

  去年的大部分时间里,澳大利亚西部的生活并没有受到新冠病毒的惊扰——酒吧里好友把酒言欢,亲人间亲吻拥抱,孩子上学不用测体温戴口罩。西澳之所以能保持这种令人羡慕的生活状态,是因为官方实行了严格的出行限制和封锁——去年初,一家定点隔离酒店的安保人员检测出新冠阳性,导致部分地区一夜之间进入封锁状态。不过,西澳的经历也让我们看到了没有新冠的世界。在疫苗的帮助下,如果其他地方也决心采取这种“零新冠”策略,我们是否能期待着新冠有一天会从地球上彻底消失?

  这是个美好的梦想,但大部分科学家觉得可能性不大。今年1月,《自然》采访了100多位研究新冠病毒的免疫学家、传染病研究人员、病毒学家,询问他们新冠病毒是否能被彻底消灭?几乎90%的受访者一致认为,新冠病毒会成为地方性流行(endemic),也就是说,今后几年里它将继续在全球部分人群中传播。

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  “现在就让新冠病毒从世界上消失就好比搭建通往月球的阶梯一样,是不现实的。”明尼苏达大学流行病学家Michael Osterholm说。

  但是,无法消灭它并不意味着死亡、病痛或是社交疏离会像现在这般继续下去。未来怎样主要取决于人们能从感染或疫苗接种中获得哪种免疫,以及新冠病毒会如何演化。流感病毒和导致普通感冒的四种人冠状病毒就属于地方性流行——借助每年打疫苗和获得性免疫,即使没有封锁、口罩和社交距离,这些病毒导致的季节性死亡和疾病也在整个社会的承受范围之内。

  在《自然》的调查中,超过三分之一的科学家认为,新冠病毒会在一些地区消失,但会在其他地区继续传播。零新冠地区也有复发的风险,但如果大部分人都接种了疫苗,群体免疫就能将这种势头扼杀在摇篮里。“我的猜测是,一些国家会摆脱新冠病毒,但依旧面临病毒重新引入的持续性(或许是季节性)风险,这些风险主要来自一些疫苗覆盖率或公共卫生措施不足的地区。”牛津大学流行病学家Christopher Dye说。

  “新冠病毒可能会成为地方性流行,但流行的模式很难预测。”华盛顿州乔治城大学的病毒学家Angela Rasmussen说。流行模式决定了新冠病毒在未来5年、10年乃至15年的社会成本。

  童年的病毒

  5年后,当托儿所在电话里告诉家长他们的孩子流鼻涕发烧时,新冠大流行可能会成为一段遥远的回忆。但他们孩子生病的原因可能正是2020年夺去150万条生命的新冠病毒。

  这是科学家预测的一种场景。虽然新冠病毒挥之不去,但一旦人体对其产生了一定的免疫——无论是通过自然感染还是疫苗——即使感染了也不至于发展成重症。“新冠病毒会成为人们在童年早期遇到的病毒,感染后的症状一般较轻或没有。”佐治亚州埃默里大学传染病研究员Jennie Lavine说。

  科学家之所以考虑这种可能性,是因为四种地方性流行的冠状病毒(OC43、229E、NL63、HKU1)正是这种情况。其中至少有三种病毒已经在人群中传播数百年了;有两种病毒导致了约15%的呼吸道感染。Lavine和她的同事利用先前的研究数据开发了一个模型,模型显示,大部分儿童最早在6岁前就染上了这些病毒,然后就对这些病毒免疫了[1]。这种防御能力掉得很快,不足以阻断重复感染,但好像能让他们在成年后不会因此生病,Lavine说。即使对儿童来说,第一次感染都是相对很轻的。

  现在还不清楚对新冠病毒的免疫力是否也是如此。一项对曾感染过新冠病毒的人群开展的大规模研究显示,他们的中和抗体(能预防再感染)水平大概在6到8个月后开始下降[2]。“但他们体内会产生记忆B细胞——这类细胞能在新感染出现时产生抗体,还会产生能消灭被病毒感染细胞的T细胞。”该研究的共同作者、加州La Jolla免疫学研究所免疫学家Daniela Weiskopf说。这种免疫记忆是否能防止再感染还不确定——虽然已有再感染的病例,加上新变异株可能会增加再感染风险,但这种情况仍被认为是非常罕见的。

  Weiskopf和她的同事在跟踪新冠感染者的免疫记忆能否保持下去。如果绝大多数人能对新冠病毒终身免疫——无论是通过自然感染还是疫苗接种——那么新冠病毒变成地方性流行的可能性就不大了,她说。但免疫力可能会在一两年后减弱,而且已经有线索提示,新冠病毒演化后能逃逸这种免疫。《自然》采访的超半数科学家都认为,免疫力减弱将是新冠病毒成为地方性流行的主要诱因之一。

  在整个世界传播的新冠病毒,或许已经属于地方性流行了。但由于全球感染人数持续攀升,很多人群仍然易感,所以科学家依旧认定其属于大流行阶段。到了地方性流行阶段,几年内的感染人数会相对持平,伴随偶尔的暴发,Lavine说。 

  要达到这种稳定的状态可能要好几年或几十年,关键要看人群产生免疫力的速度有多快,Lavine说。让新冠病毒不受控地传播是最快的方式——但这会牺牲数以百万计的生命。“这种方式的代价太大了。”她说。最好的方式其实是疫苗接种。

  疫苗与群体免疫

  已经开始分发新冠疫苗的国家预计很快将看到重症病例下降,但疫苗减少病毒传播的效果还要更长时间才能看到。临床试验的数据显示,能预防有症状感染的疫苗或许也能预防病毒的人传人。

  如果疫苗真的能阻断传播,而且对新的变异株有效,那么在疫苗接种率足够高的地区,病毒可能会被消灭,让没有接种的人群受到保护,帮助实现群体免疫。根据伦敦帝国理工学院的Alexandra Hogan和她同事开发的一个模型[3],如果不解除保持社交距离的防控措施(如戴口罩和很多人居家办公),想要达到暂时性的群体免疫,就要让至少55%的人接种阻断传播效率为90%的疫苗。(如果解除所有保持社交距离的措施,实现群体免疫就要让近67%的人接种疫苗。)如果新变异株让传播率上升,或是疫苗阻断传播的效率不足90%,那么就需要更大的疫苗覆盖率。

  在许多国家,即使是接种55%的人口也够难的了。“只要世界上还有地区没有接种疫苗,病毒就不会消失。”纽约哥伦比亚大学传染病研究员Jeffrey Shaman说。

  即使新冠病毒在许多地区继续保持地方性流行,只要重症感染减少到医疗系统能负荷的程度,或是大部分重症易感人群都接种了疫苗,国际旅行很有可能会重新恢复,Dye说。

  很像流感?

  1918年的流感大流行夺去了5000万人的生命,已经成为了其他大流行的参照标准。那场疫情是由一种源自禽类的甲型流感病毒引起的,那以后所有的甲流病例和由此引发流感大流行基本都是1918年这个病毒的后代惹得祸。这些后代在全球传播,每年感染几百万人。流感大流行的发生是因为人们碰到了一种新的病毒,当大流行病毒变成季节性流行后,大多数人都对它产生了免疫。不过,季节性流感每年仍能导致全球约65万人丧生。

 1918年的流感大流行中,美国通勤人员和电话接线员佩戴口罩。来源:PhotoQuest/Getty; Bettmann/Getty1918年的流感大流行中,美国通勤人员和电话接线员佩戴口罩。来源:PhotoQuest/Getty; Bettmann/Getty

  西雅图福瑞德·哈金森癌症研究中心的演化生物学家Jesse Bloom认为新冠病毒也会走这个路线。他说:“我相信新冠病毒的威胁性会逐渐减小,最后和流感差不多。”Shaman等人认为新冠病毒还会向季节性模式转变,像流感一样每年冬季暴发。

  流感病毒的演化似乎比新冠病毒快得多,从而能逃脱免疫系统的防御。这一特点决定了流感疫苗必须每年重新设计,而新冠病毒可能没这个必要。

  话虽如此,新冠病毒还是可能逃避人体从感染中获得的免疫力,并让疫苗失去效力。目前已有实验室研究显示,曾感染新冠病毒的人,其血液中的中和抗体识别南非最早发现的变异株501Y.V2的能力比识别之前传播的其他变异株的能力要差[4]。这或许是因为新冠病毒的刺突蛋白发生了突变——刺突蛋白是新冠疫苗的靶点。临床试验的结果显示,一些疫苗对501Y.V2的效力比对其他变异株的效力差,一些疫苗厂商正设法重新设计它们的疫苗。

  不过,免疫系统还有其他招数,除了刺突蛋白外,免疫系统对新冠病毒的许多其他特征都有反应,Lavine说,“想要让疫苗失效,新冠病毒可能要发生很多突变才行。”初步试验结果还显示,疫苗能防止501Y.V2的感染者发展为重症,Rasmussen说。

  《自然》采访的70%以上的研究人员认为,免疫逃逸也是促使新冠病毒继续传播的另一个因素。这在人类冠状病毒中并非首次。在一篇尚未经过同行评议的研究[5]中,Bloom和同事的研究表明,地方性流行的冠状病毒229E一直在演化,致使80年代末到90年代初流行变异株的感染者血液中的中和抗体对最近变异株的效力弱了不少。人们会在一生中反复感染229E,Bloom推测人们很难完全避开演化后能逃避之前免疫的变异株。但科学家不知道这些重复感染是否与症状加重有关。Bloom说:“我猜很多年后,新冠病毒积累的突变会像CoV-229E一样,更完全地抵抗中和抗体免疫,但我不好说这两种冠状病毒的逃逸程度孰高孰低。”

 来源:《自然》调查 来源:《自然》调查

  Bloom认为新冠疫苗可能每年都要更新换代。但他也说,到那时,既往免疫接种或感染产生的免疫力应该也能预防重症。Lavine也指出,再感染可能也不是什么大事。从那些地方性流行的冠状病毒来看,频繁的再感染似乎能增强人体对相关变异株的免疫力,而且感染后一般只会出现温和的症状,她说。但对某些人来说,疫苗可能无法防止重症,这种情况下,病毒将给整个社会造成巨大负担,Shaman说。

  麻疹样病毒

  如果新冠疫苗能终身预防感染和传播,新冠病毒可能会变得和麻疹一样。“这种情况的可能性(比其他情况)小,但也不是没可能。”Shaman说。

  强效的麻疹疫苗只需两剂就能让人终身免疫,麻疹也因此在世界上许多地方销声匿迹。在疫苗于1963年推出前,主要的大流行每年会夺去约260万人的生命,其中大多是儿童。和流感疫苗不同,麻疹疫苗从来不需要更新,因为麻疹病毒还没有演化出能逃避免疫系统的方式。

  在世界上一些接种不足的地方,麻疹依然属于地方性流行。2018年,麻疹在全球卷土重来,导致14万人死亡。如果人们拒绝接种,新冠病毒可能也会旧景重现。一项针对1600多位美国公民的调查显示,超过四分之一的人绝对或可能会拒绝新冠疫苗,即使疫苗是安全的,且免费提供(见go.nature.com/3a9b44s)。“我们如何成功化解这些问题,将决定多少人接种疫苗以及易感人群的多寡。” Rasmussen说。

  动物宿主

  新冠病毒的未来还取决于它是否会在野生动物种群中形成传播链。许多得到控制的疾病之所以痼疾难除,就在于它们以昆虫等动物作为宿主,让病原体有重新感染人群的机会,包括黄热病、埃博拉、基孔肯雅病毒等。

  新冠病毒很有可能来自蝙蝠,又通过某种中间宿主传给了人类。新冠病毒可以感染猫、兔、仓鼠等多种动物。水貂尤其易感——丹麦和荷兰的水貂养殖场大暴发迫使人们开展大规模捕杀。新冠病毒还能在水貂和人之间互传。如果该病毒在某个野生动物种群中形成了传播链,就能重新回到人类身上,到时候就更难控制了,Osterholm说,“在人类历史上,当人畜共患病在疾病传播中起到如此重要的作用时,还没有哪种疾病能彻底从地球上消失。”

  目前很难预测新冠病毒会以哪种方式成为地方性流行,但全球社会还是有办法对付它的。在接下来的一两年内,各国可以继续保持防控态势,减少病毒传播,直到足够多的人接种了疫苗,足以实现群体免疫或是能极大缓解感染症状。这将显著减少死亡和重症人数,Osterholm说,但是,如果各国放弃采取遏制疫情的策略,任由病毒大行其道,那么“大流行的至暗时刻依旧在不远处等着我们”。


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