人类如何应对“最危险的毒株”?
2021-12-13霍思伊曹媛
霍思伊 曹媛
南非约翰内斯堡一处新冠疫苗接种点。图/澎湃影像
世界卫生组织(WHO)11月26日将在南非发现的Omicron(中文译名“奥密克戎)变异株列为“需要担忧的变种”(VOC)后,在短短四天内,已经有16个国家报告了与之相关的新增确诊病例。
目前,各国仍在等待进一步的数据披露。WHO在11月29日称,与Omicron变体相关的整体全球风险“被评估为非常高”。WHO在当日的简报中指出,根据该变体的传播能力以及它是否可以逃脱免疫,未来可能会出现新冠疫情的激增,这可能会产生严重的后果。
不过,这些仍然只是猜测。WHO也表示,要等2~4周才能获得初步判断,并需要一些时间来“增加病毒存量”以进行实验。
和以往几次宣布新的VOC不同,WHO这次显得格外“着急”。另一个同样在南非发现的变种贝塔,由于它的部分突变会提高病毒的免疫逃逸能力,所以人们最初也很担心,但直到它传播到一定程度,WHO才将其列为VOC。而这一次,在新变种11月24日报告上来两天后,WHO就将其列为所有变种中最危险的等级。
美国耶鲁大学全球健康政策与经济学副教授陈希对《中国新闻周刊》分析,这样做主要有两个原因,一是Omicron的突变数量特别多,远远超过此前的变种,且其中的一些突变已知会逃逸中和抗体;二是南非近期的确诊病例上升得非常快,甚至比德尔塔更快,在更短的时间内就达到高峰。“如果Omicron在全球的传播也是如此,整个疫情就会变得非常不可控了,所以WHO和很多国家决定未雨绸缪。”
“现在还不需要拉警报,目前不要恐慌。”香港大学病毒学家金冬雁对《中国新闻周刊》强调。他指出,要相信科学,静观其变,最重要的是加强监测,后续主要关注新变种三个特征的演变:传播性、致病性和免疫逃逸能力。
32处突变意味着什么?
此前,共有四种变体被世卫组织纳入VOC,包括阿尔法、贝塔、伽马和传播力最强的德尔塔,Omicron成为第五种。这次发现的新毒株之所以被认为是“最危险的毒株”,是因为在它的刺突蛋白上发现了32处突变。这个突变数量是“前所未有的”,伦敦帝国理工学院MRC全球传染病分析中心主任尼尔·弗格森这样说。
与之相比,席卷全球的德尔塔仅有16处突变。在所有突变中,位于受体结合区域(RBD)的突变最关键,这是病毒进入人类宿主细胞的“通道”,而Omicron在该区域至少拥有10处突变,德尔塔只有两处,贝塔有三处,Omicron是德尔塔的5倍。
但金冬雁指出,突变的数量多,并不意味着病毒的传播能力或免疫逃逸能力就更强。在新冠病毒的全基因组序列中,目前已经发现了接近3万个突变,“3万多个里面变32个,只是1%左右”,而且刺突蛋白本身包含1200个左右的氨基酸,“变了30多个也是一个小数”。
与数量相比,更关键的在于,究竟是哪些位点发生了变异。
根據目前已公布的基因测序数据,在变异的32个位点中,有几个是我们所熟悉的,比如,曾在阿尔法和贝塔变体中出现的N501Y突变,可以提高刺突蛋白与受体ACE2的结合能力,从而让病毒的传染性增强。另一个突变E484是帮助变异毒株逃逸当前疫苗免疫的关键位点,贝塔和伽马变体中都含有该突变。此外,新变体罕见地同时拥有两个位于弗林蛋白酶切割位点附近的突变,分别是P681H和N679K,这两处突变可能会加强其免疫逃逸能力,让刺突蛋白更容易被切割,从而增强病毒的感染能力。德尔塔变种传播力增强的重要原因之一,就是在弗林蛋白酶切割位点附近携带P681R突变。
还值得关注的是,Omicron携带着多个此前未曾发现过的新突变,“这种变体包含许多我们不熟悉的突变。”位于南非的威特沃特斯兰德大学病毒学家Penny Moore说。
她的团队正在实验室里对新毒株的复制能力和免疫逃逸特性进行分析,Moore此前说,由于该变体包含的突变数量太多,让中和它的过程“变得复杂”。她的团队最新公布的消息十分令人担忧,计算机建模暗示Omicron可以在一定程度上逃避T细胞免疫。
病毒学家、南非国家传染病研究所(NICD)代理执行理事Adrian Puren对《中国新闻周刊》表示,新变异毒株的基因组中存在多种变化,例如,一些突变与传播性增加有关,而另一些突变则与可能的免疫逃避有关,导致再感染和降低疫苗功效。这些变化的具体分析还有待实验室数据。
与体液免疫相比,人体的免疫反应主要依靠T细胞免疫来实现对病毒的清除,且细胞免疫还有记忆免疫反应,可以阻止人体二次感染。德国华裔病毒学家、埃森大学教授陆蒙吉对《中国新闻周刊》指出,评估一款疫苗抵抗变异病毒的能力,主要看它可以诱导出人体免疫反应的多样性,最关键的,是诱导人体产生T细胞免疫反应的能力。
对新变种传播力的担忧,自然会引出一个人们更关注的问题:Omicron是否会超越德尔塔,成为新一代的全球流行株?
在金冬雁看来,Omicron是否会成为新的优势株,目前还是一个未知数。新冠病毒的变异是受到一定限制的,总的来讲,新冠的很多变种都没有存活下来,即使是存活下来的部分变种,其中也只有极少数能够成为优势株。
“从疫情暴发到现在,起码发现了上百种变异株,但只有一个德尔塔能留下来,在过去,贝塔和伽马变异株也被证明有比较强的免疫逃逸特性,但它们在和德尔塔的传播比赛中还是落败了,最后无声无息就消失了。”金冬雁对《中国新闻周刊》解释。
陆蒙吉也持“进化极限说”。他指出,德尔塔的R0(基本感染数)是7~8,已经达到了新冠病毒的“生物学极限”,很难打破,但这是“在没有形成免疫力人群中的传播数据”,而随着各国疫苗接种率的提升,问题变得更复杂了。
值得注意的是,由于南非的疫苗接种率很低,Omicron主要在没有形成免疫力的人群中传播很快。陆蒙吉指出,那么,它是否在已经有一定免疫力的人群中也有很强的传播,“目前不排除这种可能性,但具体怎样还有待评估。”陆蒙吉说。
多位专家对《中国新闻周刊》指出,Omicron的传播性是否真的大于德尔塔,不仅要看变体自身的基因突变情况,还要看在人群中的实际传播趋势,而这又与各地的疫苗接种率、防疫政策、人群结构等相关。“只有等到Omicron在全世界传播到一定规模时,才能更好地判断”。
不过,南非早期的数据并不乐观。
第一个已知的Omicron感染病例来自南非豪登省2021年11月9日收集的样本。虽然南非目前的新冠确诊病例总数相对较低,但在不到一周的时间里,南非的新冠检测阳性率就从2%升到了10%。11月16日记录了273例新感染病例,但到了11月25日,这一数字已上升至 1200多例,其中80%以上来自豪登省,而且,基因测序显示,在11月12日至20日期间收集于豪登省的77个病毒样本全部为Omicron变种。德尔塔变种花了几个月的时间才在2021年初成为南非的主要毒株,但Omicron只用了不到两周。
流行病学家、南非新冠疫情部长级咨询委员会前主席萨利姆·卡里姆11月29日表示,“虽然我们对新变体的流行病学知之甚少,但根据在南非看到的早期证据,它肯定比德尔塔传播得更快。”
危险的儿童
Angelique Coetzee是南非第一位对Omicron发布警告的医生。她发现在自己接触的几十位患者中,大多是40岁以下的健康男性,其中大约一半人没有接种疫苗,而且表现出的症状全部很轻微,只有少数人有出现发烧。“此外,这些患者都出现一种极度疲劳的症状,这与之前的变体不同,对年轻患者来说也是不寻常的。”
但Coetzee 的初步观察仅基于极少数病例,更确切的结果还有待大样本调查。不过,从目前已经公开的信息看,部分感染的确呈现出年轻化的趋势,且以轻症为主。
南非国家传染病研究所(NICD)公共卫生监测和应对部门负责人Michelle Groome在11月29日的新闻会上指出,目前,年轻病例最多,10至24岁的为主要感染群体,25~29岁的人群中也有病例,总体来看,在35岁以下的人群中最高。
NICD公卫专家Waasila Jassat指出,目前患者表现出的症状的确与德尔塔略有不同,“主要是极度疲倦、酸痛、头痛和喉咙沙哑。没有咳嗽,也没有失去嗅觉或味觉。”她说。
Jassat表示,还有一个令人注意的现象,在南非首都比勒陀利亚,2岁以下儿童的住院人数近期异常高。“不过很多可能是出于预防性,我们不确定它是否与正在传播的新变种有关。”她说。
在南非,目前只有12歲以上的人有资格接种疫苗,尚未为5岁以下的儿童的授权接种。此外,该国还没有开始接种加强针。与许多其他国家一样,南非年轻人的疫苗接种率也远低于老年人群。平均而言,在南非6000万人口中,只有略高于24%的人口接种了两针疫苗。
WHO表示,根据最初通报的确诊病例研究结果,年轻患者的病情还算轻微,不过要想探究Omicron的严重程度,还需要数日至数周的时间。专家普遍认为,如果真的确认有明显的轻症化趋势,这也符合病毒的进化规律,随着传播力的提高,其致病性在减弱。
事实上,与欧美等发达国家不同,南非的人口结构非常年轻,只有大约6%的人口超过65岁,这意味着更容易受到病毒影响的老年人数据可能要等一段时间才能出现。
“我们总觉得大人打了疫苗以后,大家就安全了,其实与此同时,很多孩子在学校进行传播,又通过学校传给家庭中的老年人。”陈希发现,目前各国都有这样一个趋势,学校成为了主要的传播场所。
疫苗对变异株的有效性成为公众最关心的问题。Adrian Puren表示,在南非方面,根据最新的证据来看,疫苗的效力有所下降,但这也要结合感染的实际情况再进一步分析。不过,Puren强调,疫苗对预防重症和缓解住院率上仍“能起到很大作用”。
拜登的首席医疗顾问安东尼·福奇博士也强调,即使现有的疫苗不是专门针对某一个变体而设计,比如德尔塔,如果你体内的抗体足够高,保护会扩展到其他变体。所以我们有充分理由相信,尽管Omicron非同寻常,但只有通过充分的免疫注射,并且及时打加强针,在体内获得高水平的抗体,“至少会产生一些效果”。
多位受访专家指出,目前的疫苗仍有效,即使失效,人类也能在短期内开发出新的疫苗。
11月26日,莫德纳公司(Moderna)表示正在迅速开展工作,以测试其疫苗中和新变种的能力,预计将在未来几周内获得数据。此外,该公司首席医疗官 Paul Burton 博士于11月29日表示,莫德纳正在开发专门针对Omicron变种的加强针,预计需要两到三个月的时间才能进入测试,然后投入生产。
辉瑞首席执行官Albert Bourla在同日接受采访时说:“我们已经多次明确表示,能够在不到 100 天的时间内研制出疫苗,此前,已经为德尔塔和贝塔变体研发过两次,只是最终发现不必使用。”
陈希指出,这次Omicron的流行,也有一个“好处”,就是让各国再度意识到加强针的重要性,现在各国对疫苗的接受意愿率也在上升了,怀疑论者越来越少。最近,已经有一些国家将接种加强针改为“强制”,未来,这一定是一个趋势,也为全球实行“疫苗护照”奠定了基础。
一种不同的进化途径?
目前尚不清楚这种新变种的源头在哪里。
但南非国家传染病研究所 (NICD)指出,Omicron谱系与贝塔和德尔塔变体相对不同,具有不同的进化途径。Adrian Puren指出,当人们观察病毒谱系的进化树时,可以发现,与其他“近亲”变种相比,Omicron是“非常独特的”,“这是突变的累积和长时间演化而来的结果。”他说。
有学者推测它可能源自免疫系统较弱的患者。伦敦大学学院遗传学研究所所长弗朗索瓦·巴洛克斯教授表示,Omicron变异毒株中的大量突变,显然是在一次“单一暴发”中累积起来的,这表明它可能是在免疫系统较弱的人,如未经治疗的艾滋病(HIV)患者在慢性感染期间进化而来的。
金冬雁解释,新变种的突变“特别多”,有三种可能,一是在免疫缺损的人群中传了很多代;二是病毒在其他动物中传播,又从动物又回到了人,也会表现出“异乎寻常”的突变;三是由于某地区公共卫生发展相对落后,病毒可能在这个地区已经默默地流行了很长时间,发生了很多变异,但由于测序不足,没有及时发现。
实际上,自从新冠大流行以来,对艾滋病患者在感染新冠后,体内发生更多病毒进化的研究就一直在进行。来自非洲健康研究所和夸祖鲁·纳塔尔大学的研究者们2021年6月4日在预印本网站上发表了一篇论文《与晚期 HIV感染相关的持续性SARS-CoV-2感染和宿主内进化》。论文的研究对象是一名30多岁的HIV阳性女性患者,她感染新冠病毒的时间超过6个月。在这个过程中,病毒的种群在这名女性体内发生了明显的变化:感染第6天,宿主体内的新冠病毒在受体结合域中出现了E484K突变,在第71天出现了K417T和F490S两个尖峰突变,随后在第106天出现了L455F和F456L突变,第190天发生D427Y 和 N501Y 突变。研究指出,病毒进化可能是由中和抗体反应受损的选择压力而驱动的。
此前,阿尔法变种的出现,就是无法清除感染个体内病毒而带来的结果。2021年8月,来自英国巴斯大学和爱丁堡大学科研团队的一项最新研究指出,如果某人感染新冠病毒超过几个星期,病毒可能会进化,有可能导致新的变异,“病毒进化的空间比我们想象的要大。”研究人员说。
而在南非全国大约有220万未经治疗的艾滋病毒HIV阳性患者,其中只有不到20万人接种了新冠疫苗。金冬雁建议,加强针最优先接种的群体,应该是免疫缺损的人群,“可能第一次加强不行,还要两次加强。”
他解释,美国在出现第一波大规模突破性感染的时候,就已经发现了这个问题,即免疫缺损的人群在打完两针之后没有产生足够的抗体。而且,对于这个特殊人群,免疫加强的策略应该要结合每一个具体案例,具体分析,因为每个免疫缺损个体受疫苗的保护情况有很大差异,只有这样才会杜绝持续感染。
英国疫苗接种和免疫联合委员会11月29日在一份声明中表示,建议政府为患有严重免疫缺陷的人提供第四针注射。
“赢得时间”
病毒扩散得比预想中要快。
截至2021年11月30日,Omicron已经扩散至16个国家和地区。就在三天前,还只有南非豪登省的77例,博茨瓦纳4例,以及中国香港2例。
现在,博茨瓦纳已经增加到19 例,香港新增了1例。在欧洲,英国、德国、意大利和荷兰等国都有新增确诊。以色列的四名确诊患者已经接种了3次疫苗。在苏格兰发现了6例Omicron,其中一些没有旅行史,表明该变种已在社区内形成传播。
随着新变种的到来,近两日,努力回归正常的世界又重新开始“封闭”。就在世卫组织将Omicron列为VOC后,美国立即宣布对非洲八个国家实行旅行限制,包括南非、博茨瓦纳、津巴布韦、纳米比亚、莱索托、斯威士兰、莫桑比克和马拉维。
此前,英国、法国、以色列等国已经宣布对非洲部分地区的旅行禁令,其中,英国从11月26日起把南非、博茨瓦纳等6个非洲国家列入红色名单,同时暂停这些国家入境英国的航班。此外,新加坡、日本、马来西亚、菲律宾、土耳其、埃及、沙特阿拉伯、巴林和约旦也宣布了对来自该地区的旅客的新限制。
美国纽约州宣布该州从12月3日起进入灾难紧急状态,州长Kathy Hochul警告,Omicron已经到达加拿大安大略省,虽然尚未在纽约州发现,但它即将到来。“我可以从家里看到加拿大,我们必须应对新变种可能具有高传播力的现实。”Hochul 说。
陈希指出,这次各国都反应很快,美国纽约州看起来甚至有些“过度反应”,就是因为一切都是未知的,没有人知道它的传播力到底多强,以及重症率,重症以后的死亡率,是否有后遗症等,所以大家都高度緊张。
在他看来,美国这次反应“算是及时”。拜登政府主要出于两个考虑,一方面,美国的经济已经非常脆弱,通货膨胀、劳动力短缺等问题都还没有解决,而如果新一波疫情到来之后,经济再次受到重创,会影响明年的中期选举;另一方面,无论是拜登,还是其他国家政府的领导,都采取限制航空的办法,就是想“赢得时间”,有一定的缓冲期,可以在此期间加大接种疫苗的力度。
但陈希也指出,这种航空管制,只能起暂时的作用,病毒终究有一天会“不可避免地到来”。他解释说,美国的防疫漏洞是,无论对哪个国家禁航,本国公民都不受限制,且入境之后没有隔离措施。此外,因为非洲的年轻人多,很多估计都是无症状,虽然最近才发现Omicron,但可能此前病毒已经通过飞机传播到别的国家了。
美国有公卫专家用“锁上纱门”来形容这种措施,看似做了保护,其实没有。因此,世卫组织反复警告各国不要仓促实施旅行限制,应该寻求“风险评估和科学的方法”。
WHO发言人、公卫专家Margaret Harris博士说,南非应该因其在检测方面的质量和透明而受到赞扬,而不是面临旅行禁令。这会带来一个很糟的后果,其他国家看到了,会想“我们为什么要站出来公布数据”,这将会对世界其他地区非常不利。
陈希指出,未来,病毒留给人类的预警时间可能会越来越短,因此无论下一个出现的变种传播力强还是弱,现在,全球有两件事必须“提上日程”:一是各国都要继续加强基因测序的能力和对病毒的实时监控,发达国家也要在这方面给发展中国家更多的资金或研发支持,以尽可能“把触角伸到地球上更偏远的国家”;二是要加速全球“疫苗护照”统一标准的构建,为世界的进一步“打开”做好铺垫。
美国纽约街头敦促人们接种新冠疫苗的告示。图/视觉中国