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新冠病毒变异不断,终将使所有疫苗都失效?

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新冠病毒变异株不断出现,主要流行株从之前的阿尔法,一路演变到目前的德尔塔。新的变异株还在持续产生,网友们纷纷调侃:希腊字母都快不够用了。

虽然当前疫苗对病毒变异株都有可观的免疫效果,然而,一个事实是,在病毒变异之下,现有疫苗的保护率确实有所下降。这不禁让人好奇,各国专家也在评估:病毒变异,会不会最终使得现在所有疫苗都失效?

今年(2021年)七月底,英国政府紧急情况科学咨询小组(SAGE)发布了一份报告称,持续变异不可避免,病毒避开所有疫苗在现实中很可能发生。在报告中,他们假设了四种不同场景,并对各自的可能性进行了预测。

同时指出,英国政府当前的“与病毒共存”方案并不可取,建议英国政府加大疫苗剂量控制重症率,并尽力减小新冠病毒在英国的传播范围。这对各国的疫苗接种和日常疫情防控工作,或许都有一定的参考价值。

善变的新冠病毒 在最近新的一轮疫情中,最引人注目的就是新冠病毒德尔塔变种。较原始毒株,其传播率增加了一倍不止,比先前的阿尔法变种高出约50%,短短11个月已经扩散至130多个国家地区,成为主要流行株。

依据pango命名系统,德尔塔变种被WHO编号为B.1.617.2,代表以武汉疫情毒株为进化枝,其下第1个分支的第617个分支的第2个分支。光看这个数字,就可见病毒变种的数量之多。 作为一种RNA病毒,新冠病毒具有很高的变异性,比DNA病毒在复制时更可能出现错误,导致基因突变,从而随着时间推移累积基因多样性,也就是产生大量变种。其中一些会取代原流行株,成为新的流行株。
图片新冠病毒是冠状病毒的一种。除了最古老的人类冠状病毒NL63,在过去的150年内曾经出现过5种已知的从动物传染到人类的冠状病毒爆发,其中,SARS-CoV(非典)和MERS-CoV(中东呼吸综合征冠状病毒)导致了非常严重的病症。|维基百科

让我们看看各个病毒变异株,是如何变得“流行”起来的:

当一个人类或动物感染新冠病毒,随着病毒的自我复制,就会出现多种在基因序列上有微妙差异的病毒。这时候,同一个感染者身上,就存在多个变种。 而随着时间推移,个体身上的一部分新冠病毒变种,会因为较高的适应性,而超越其他变种,成为主导。当这种变体开始传播时,该过程又会在其他个体,以及整个人口中重复。
于是,一个新的流行株就出现了。

目前,在整个新冠病毒爆发过程中,已经先后出现了多个优势变种,包括在第二波和第三波疫情中,肆虐英国的阿尔法和德尔塔变种。它们就像发现了新大陆的殖民者,通过奠基者效应(一种为数不多的几个个体所建立起来的新群体所产生的一种极端的遗传漂变作用)和自然选择,压倒先前的病毒原住民,成为“传染王”。
多种因素加速变异

几种不同的演化过程,都会改变病毒变异的速度。但不是所有的突变都一定是来自自然过程。有多个因素可能会增加病毒变异的机会。

首先是现有的病毒数量。虽然我们无法断言何时何种变种将会出现,但有一点可以确定,当世界上有越多的新冠病毒在流行时,产生新变种的机会就会越多。而任何能够更迅速且有效感染宿主的突变,都会受到自然选择的青睐并提升突变的频率。

环境压力也会加速病毒的适应性变异。当新冠病毒在疫情中不断繁殖,波及更大范围的人群,这意味着病毒可以获得更多机会,来应对各种不同的环境压力。这可能会刺激出现更具破坏性、或更难控制的变种。而国家性和全球性的疫苗供给、以及严格的隔离政策,可有效控制病毒的广泛传播,从而减少它们出现的机会。

但是,当大量人群都接种疫苗之后,也可能会迫使能够逃逸疫苗保护的病毒出现。过去的几个月中,虽然没有哪种变种能完全无视疫苗,但是几种新变种已呈现出对疫苗的低敏感性。比如,纽约州的一份报告表明,在德尔塔病毒株流行之际的五月到七月,疫苗对所有新冠毒株的保护率从91.7%降低到了79.8%。而最近开始在南美迅速传播的拉姆达病毒株,对疫苗表现出了更强的耐药性。

值得一提的是,这些变种实际上在大规模接种疫苗前便已存在。但在疫苗广泛接种后,这些对疫苗低敏感的变种,就可能获得传播优势,从而成为流行毒株。

这些已知的新冠病毒变种,其基因变化都发生在刺突蛋白(S蛋白)上,说明它们都有相似的进化路径。S蛋白是病毒感染人体细胞的关键,而现有的mRNA疫苗就是基于S蛋白开发的,所以目前对各个变种仍然有较好的保护效果。

变异终将使疫苗失效?

那么,在这场防疫大战中 ,病毒变异将会走向何方呢?是肆虐一段时间之后,就在人类的围追堵截下消失,还是像流感病毒一样,顽固地与人类长期相伴?

英国SAGE小组认为,持久战是一个很现实的情况。并且,他们根据病毒变异的部位,破坏力,以及其具体的演变路径,提出了未来的四种可能场景。

场景一:

一个变种在更大尺度的人口上导致严重病症,并且有相近于其他人畜共患的冠状病毒(如SARS和MERS)的发病率与致死率。

导致这种情况的可能路径有两个,一个是,病毒发生了点突变,或者与其他宿主或病毒的基因发生了重组;另一个是,两种新冠病毒之间发生了重组。

鉴于目前新冠病毒的高流行率,这种情况发生的可能性非常大 ,影响也会很大。即便现有的基于S蛋白的疫苗仍能提供保护,发病率和死亡率依然会提高。

场景二:

一个变种避开了目前所有基于S蛋白的疫苗。

导致这种情况的可能路径有三个,一个是,抗原漂移,即不产生亚型的小幅度基因突变,导致基于S蛋白的疫苗对其完全无效;一个是,更长时间的抗原漂移,加上人传畜事件,导致新疫苗与病毒完全不匹配,不能再提供交叉保护*;还有一个是,抗原漂变以及重大原始抗原过失,也就是说病毒变异很大,而人体完全使用旧抗体来对抗这种新品种,导致免疫彻底失败。

*交叉保护是指,两种病毒感染同一种寄主时,先入侵的病毒能够保护寄主不再受第二种病毒的侵染

病毒避开疫苗,在现实中很有可能发生,倘使抗原漂移后是一种全新的刺突基因,影响就会很大,需要开发新的疫苗来应对,反之则影响不大。人传畜的影响中等。而抗原漂变几乎一定发生,但目前仍未有原始抗原过失的报告,所以两者同时出现的可能性较小。

场景三:

执行抗病毒策略后出现了一种耐药变种。

这种耐药变种,可能是伴随着直接进行抗病毒治疗出现的。
这种情况有可能发生,影响力中等。但当抗病毒药物被更广泛使用后,影响会更大。如果药物使用作为单一治疗方式,那么耐药性变种将会有很高的出现概率,这可能导致所有该类别的药物不可用。

场景四:

新冠病毒演变为低毒性。

在这种情况中,变种以更高的传播性和更低的毒性崛起,也就是,病毒完全适应了人类宿主,成为了一种流行性感染,就像感冒和导致轻症。

这在短期内几乎不可能,但长期来看比较现实。
图片新冠病毒有一定的可能性,演变为一种流感。|news.cgtn.com

结合这四种场景,可以看出,新冠病毒的发展有多种可能性。疫苗失效是其中一种,重症率提高也很有可能,耐药变种在抗病毒策略实施下可能发生,而长期来看,新冠病毒也可能会演变为一种低毒性的流感。

与病毒共存?英国方案不可行

目前,英国提出了“与病毒共存”的开放式防控方案。

英国首相约翰逊于7月5号发表演讲,给出了“与病毒共存”的数个要点,包括:疫苗的全面覆盖;检测呈阳性者必须自我隔离;学校开放面授课程、办公不必居家;撤销限制性法令,让人们做出自己的选择,不再强制要求人们佩戴口罩及保持社交距离等。

而8月27号的数据显示,英国当天新增确诊38,281例,累计确诊6,628,709例;新增死亡140例,累计死亡132,143例。自五月份起,德尔塔病毒成为英国的主要流行毒株,目前占全国感染病例的100%。

SAGE小组在报告中建议,英国政府应加大疫苗剂量来维持对严重病症的保护;采取必要措施,减少新冠病毒在英国的传播,以降低病毒点突变和基因重组风险;尽力减少由外地输入的新变种,以减少两种变种之间的基因重组;对人传畜进行目标性监测,如有必要考虑动物免疫,屠宰或隔离政策;囤积新冠病毒的预防性和治疗性药物;谨慎使用抗病毒药物。

但就目前来看,英国政府好像并不准备遵从建议,严格防控以尽力减少新冠病毒的传播。就在刚刚过去的8月26日,他们对“12到15岁青少年疫苗接种”依旧犹犹豫豫,遭到学界人士批评。

而眼下,刚被世卫组织列入“值得关注的变异株”(VOI, variant of interest)的拉姆达病毒变种,也传到了英国。

拉姆达变异株自四月开始,已在秘鲁占据新冠81%的感染病例。而秘鲁的新冠感染死亡率为世界最高,每十万人中就有608人死于新冠感染,感染死亡率高达9.2%。一些研究认为,拉姆达病毒株不仅具有更高传染力,还可能逃逸疫苗,有可能取代德尔塔成为下一阶段全球流行的优势毒株。目前,该变异株已经传到了全球三十多个国家。

而在中国,德尔塔病毒刚刚引发了一波不大不小的疫情。面对难缠的病毒,国内也有“与病毒共存”的声音出现,还引起了一些争议。不过,我们国内所说的共存,其实更多是被动的共存,它和严格防控并不矛盾。

因为,在目前全球流行境况下,新的病毒变种不断出现,速战速决几乎不可能。而我们不可能完全闭关锁国,也就不可避免会受到境外疫情的影响。所以,防控措施从严,但心态上,也须有长期作战的准备。

而疫苗接种和社交隔离,仍然是控制疫情传播的最重要手段。这要求研究人员密切关注现有新冠变种的演化路径,同时针对变异株进行新疫苗开发、抗病毒药物研发,警惕潜在的人畜传播途径,而公众也需要保持良好的个人卫生习惯,坚持戴口罩,保持社交距离,少去高风险地区活动。

虽然眼下情况,国内抗疫很难毕其功于一役,但只要严格防范,相信我们会将疫情的影响做到最小。

(责编 高佩雯)

参考信息:[1] S1335_Long_term_evolution_of_SARS-CoV-2.pdf(publishing.service.gov.uk)[2] Frank Diamond, LambdaVariant of COVID-19 Might Be Resistant to Vaccines (infectioncontroltoday.com)及Mortality Analyses - JohnsHopkins Coronavirus Resource Center (jhu.edu)[3] CovidUK: coronavirus cases, deaths and vaccinations today | Coronavirus | TheGuardian [4] Damien Gayle,NHSplanning Covid vaccines for children from age 12, reports say | Health policy |The Guardian

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2022-11-22