浅谈Omicron新型冠状病毒变异株的特点和防控措施

王嘉君

（福建师范大学生命科学学院，福建 福州 350117）

新型冠状病毒奥密克戎（Omicron）变异株B.1.1.529首次发现于南非豪登省[1,2]，2021年11月26日，世界卫生组织将其归类于关切变异株（Variant of concern，VOC）[3]，包括Alpha突变株（B.1.1.7）、Beta突变株（B.1.351）、Gammma突变株（P.1）和Delta突变株（B.1.617.2）[4-7]。Omicron变异株包含大量之前的4种VOCs突变，刺突蛋白至少有32个突变位点，其中受体结合域（RBD）含有15个突变位点[8]，推测Omicron具有更强的感染和传播能力。因此，本文针对Omicron变异株的病原学特征、传播特点、症状表现和防控措施等方面进行分析与总结，为后续的研究提供参考。

1 Omicron 变异株的病原学特征

冠状病毒是已知的具有最大的正链RNA基因组病毒，包括6～11个开放阅读框（Open reading frames，ORFs）[9,10]。第一个ORF编码16个非结构蛋白（nonstructural protein，NSP），而其余的ORF编码附属蛋白和结构蛋白（structure protein，SP）[11]。冠状病毒有4种主要的结构蛋白，它们是刺突蛋白（spike protein，S蛋白）、包膜蛋白（envelop protein，E蛋白）、核衣壳蛋白（nucleocapsid protein，N蛋白）和膜蛋白（membrane protein，M蛋白）[12,13]，其中S蛋白包括S1亚基和S2亚基。

新型冠状病毒可以通过S1亚基的受体结合域（receptor-binding domain，RBD）与受体血管紧张素转换酶2（angiotensin-converting enzyme 2，ACE2）结合[14,15]，感染宿主细胞。由于SARS-CoV-2的S蛋白是疫苗设计的主要靶标[16]，因此该基因在与宿主细胞的血管紧张素转换酶2(ACE2)受体相互作用的区域中的突变可降低疫苗对病毒的有效性[17]。RNA 病毒会快速变异和进化以适应变化的环境并生存下来，病毒基因组中的突变对感染的诊断、治疗、疫苗开发及病毒预防均具有重要影响。通过对Omicron突变株的基因组的分析，发现共有50多个氨基酸位点突变及部分氨基酸的缺失，S蛋白有32个突变位点[18,19]。其中RBD上有15个突变位点，包括G339D、S371L、S373P、S375F、K417N、N440K、G446S、S477N、T478K、E484A、Q493K、G496S、Q498R、N501Y和Y505H。研究发现，417位天冬氨酸被赖氨酸取代，可以改变S蛋白构象，推测可能有助于免疫逃逸；478位的苏氨酸被赖氨酸取代，会增加残基的静电势和空间干扰；Q498R和N501Y的同时突变可以显著增强RBD和ACE2的结合亲和力；N440K、T478K和N501Y可以导致Omicron的传染性大约是Delta变异株的两倍，可能比最初的SARSCoV-2高出10倍以上[19]。某些RBD氨基酸位点的突变，还可能存在很强的破坏抗体与S蛋白的结合能力，从而降低抗体的疗效[17,18,20]。

ORF1a (NSP6) 突变位点为K856R、S2083-、L2084I、A2710T、T3255I、P3395H、L3674-、S3675-、G3676-和I3758V[21]。据推测，L3674-、S3675-和G3676-的缺失通过损害细胞降解病毒成分的能力来帮助先天免疫逃避[22]。包膜基因在T9I只有一个突变，基质基因在D3G、Q19E和A63T有突变[3,23]。综上所述，Omicron突变株多个基因位点的突变，增强了受体亲和力和病毒复制能力，可能导致冠状病毒感染力增强。

S 蛋白序列分析显示，国际委员会将Omicron分为2个亚系[3]，新亚系只有14个左右的突变，变异数减少，毒性也相对降低。目前对Omicron的了解还不够全面，还需继续观察。

2 Omicron 变异株的来源及传播特征

科学家根据对Omicron和其他3590条SARSCoV-2变异序列进行分析，发现Omicron很有可能在2020年中期与其他毒株分离[2]，进行平行进化。对于如何长时间潜伏，科学家给出三个可能的解释[2]：⑴ 柏林大学病毒学家认为非洲南部有大量感染发生且缺乏检测和防疫系统，为潜伏进化成Omicron提供可能；⑵ 爱丁堡大学的Andrew Rambaut教授认为，Omicron可能产生于慢性感染的COVID-19患者；⑶ 斯克里普斯研究院传染病研究员Kristian Andersen认为该病毒可能在非人物种体内，经历了不同于人类的进化压力，导致发生完全不同的突变。2021年12月钱文峰团队通过对Omicron基因组进行进化分析发现[24]，Omicron毒株的突变频谱与鼠类冠状病毒的突变频谱高度相似，文章提到，Omicron的祖先从人类到老鼠，在老鼠体内迅速大量积累，从而产生突变，再回到人类身上。

新冠病毒出现之初很多人就担心富裕和贫穷国家的疫苗覆盖率低或疫苗接种不公平会给病毒的进化提供舒适的环境，但是由于缺乏强有力的实验证据，Omicron的起源在很大程度上仍然是不清晰的。目前，Omicron已经在全球77多个国家和地区出现，包括南非、英国、以色列和意大利等国家[18]。其中美国纽约和日本东京相继出现了社区传播。根据数据分析，Omicron很有可能会逃避之前感染新冠而建立的免疫屏障，从而导致二次感染。

新型冠状病毒的感染能力主要取决于S蛋白与受体的亲和力。Omicron突变株S蛋白的RBD上有15个突变位点，从而累积增强其传染性。密歇根州立大学研究者通过计算S蛋白和受体形成复合物的亲和力，发现Omicron突变株比原始病毒增强了13倍，是Delta的2.8倍[19]。在S1和S2之间有弗林蛋白酶（furin）裂解位点[25]，通过裂解S蛋白促进S蛋白与宿主细胞膜的融合。研究发现，H655Y、N679K和P681H突变位点位于furin裂解位点内[18]，可能增强感染性。根据RBD-抗体复合物的三维结构分析，发现Omicron的疫苗逃逸能力比Delta更强，Omicron可能削弱礼来公司、Celltrion和洛克月菲勒大学的单克隆抗体（monoclonal antibodies，mAbs）的功效。南非非洲健康研究所表明，Omicron活毒的中和活性比D614G突变株活毒的中和活性下降41.4倍，免疫逃逸能力明显高于D614突变株。美国疾病中心主任瓦伦斯基表示在12月1日美国发现首例Omicron病例后，日增确诊病例的七天平均值比上一周上升25%，部分地区Omicron在全部病例总数的占比高达90%。Omicron变异株的传播能力和逃逸能力的增强，加大了疫情防控的压力。

3 感染Omicron变异株后的症状表现

伦敦国王学院表明，Omicron变异株最常见的五个症状：咽痛、流鼻涕、疲倦、头疼和打喷嚏。严重病例包括肺炎，心血管疾病，心力衰竭，病毒性败血症，细菌合并感染，严重急性呼吸综合征和死亡。有专家称，被Omicron突变株感染后会出现食欲不振和脑雾等症状，对于导致丧失味觉和嗅觉的症状不常见。根据目前数据显示，尽管Omicron传播速度快，但仅仅引发轻微疾病。在年龄方面，儿童和老年人感染Omicron的风险较高。伦敦帝国理工学院分析数据显示，Omicron的住院率比Delta突变株引起的住院率低20%左右。

4 对于Omicron变异株的防控措施及建议

新型冠状病毒在全球范围传播，Omicron突变株的迅速蔓延，给全球公共卫生带来了巨大的威胁。到目前为止还没有针对感染Omicron突变株患者的特殊药物，有几种可能的治疗方法，包括抗病毒药物、抗炎药物、恢复期血浆、细胞治疗及传统的中草药等[26,27]，研究人员已经深入研究了这些潜在药物的功效。由于Omicron突变株迅速大规模爆发，迫切需要有效的治疗手段，全球许多研究团队和科学家已经开展临床试验以寻求有效的药物，因此需要采取长期有效的防控措施。

4.1 国家卫生应急体系需要不断地发展和重塑

在制度建设上，应建立健全法律法规，为应急系统提供法律保障。同时加强对市场的监督管理，禁止野生动物交易，加大违法处罚力度。

在应急能力建设上，为充分发挥应对突发公共卫生事件的应急管理能力，应明确管理的战略定位和规划，推进应急管理的建设和升级，将高校卫生应急师资队伍建设、学科建设、人才培养体系纳入国家卫生应急体系的范围[28]。同时，建立一系列具有不同医疗或技术保障职能的方舱医院，确保卫生部门开展突发公共卫生事件应急救援任务[29]。

检疫机构和技术都有待进一步提高和完善。通过遵守世界卫生组织的公共卫生指南，使用有效的药物，进行快速和广泛的疫苗接种，一定可以有效地阻止病毒的传播。

4.2 加快疫苗研发和接种

通常针对一种病症的疫苗开发需要花费8～10年的时间，必须通过几个试验阶段以确保它们的高效和安全，目前正在开发的不同类型的SARS-CoV-2疫苗包括减毒疫苗、灭活疫苗、重组病毒载体疫苗、重组蛋白疫苗和核酸疫苗等[30]。

目前研究表明，无论是Moderna还是辉瑞的疫苗，对Omicron变异株的保护效力都会不同程度下降，但可以有效地降低重症和死亡。因此，我国要加速研发针对新型突变株的疫苗，同时，要提高人群接种疫苗覆盖率，提高群体免疫。在Omicron特异性疫苗研发成功之前，接种加强针可能有效降低感染。牛津大学称Vaxzevria作为第三剂加强针，可以显著提高针对Omicron突变株的抗体水平。澳联邦卫生部长Greg Hunt透露，Novavax疫苗有望在2022年1月份投入使用。

由于突变可能导致逃避免疫识别，因此了解SARS-CoV-2的分子进化至关重要，并且在疫苗开发过程中应考虑具有不同突变的变体的出现。就先前的SARS冠状病毒而言，2003年有使用S蛋白设计疫苗以及Moderna和辉瑞等多种疫苗的临床使用的经验，这些经验都会加速对新型突变株的疫苗开发。

4.3 加强对境外输入疫情管控

自南非向世界卫生组织报告出现Omicron变异株后，美国、加拿大和欧洲等国家相继发布对南非等国家入境限制条例[31]，2021年12月23日天津在针对入境人员进行核酸检测时发现为我国首例Omicron变异株感染病例[32]。因此，我国应该加强对入境人员、物品、隔离点等的检测和消毒力度，对工作人员进行严格的培训，根据疫情情况灵活调整隔离时间并做好健康检测，出现感染症状及时处理，制定疫情应急预案。

4.4 增强个人防护

国家要加大宣传疫情防控力度以提高个人防控意识[33]，减少聚会和去人群拥挤的地方，尽可能避免前往高风险地区，在公共场所人与人之间至少要保持1米的距离，佩戴口罩依然是有效阻断病毒传播的手段。做好个人健康监察，有疑似症状主动报备和就诊。

5 结语

总之，Omicron变异株具有高传播性和高传染性的特点，易于逃脱抗体，而目前还没有确切有效的治疗方案和具有长久效力的特异性抗体。尽管重要的是要解决哪些突变可能影响致病性，但这种影响难以预测，目前仍然难以评估突变在多大程度上可能导致疾病的严重程度，特别是考虑到导致患者预后的多种因素，如年龄和潜在的医疗条件。

使用疫苗已被证明可以避免致命的疾病，虽然它们不能完全阻止传染。尽管已有疫苗开发取得了成功，但是突变报告正在增加，其中一些突变绕过了几种候选疫苗提供的免疫力。在此情况下，建立健全防控措施尤为重要，要在国家的领导下加强应急系统建设，加快疫苗案研发与接种，加强境外输入的管控和提高个人防护。