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最担心的事情发生了:南非新冠突变株,疫苗对其效果下降

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生物世界 2021-01-21 14:00
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撰文 | 王聪

新冠病毒(SARS-CoV-2)是β冠状病毒属成员,其基因组序列是具有29903个碱基的正链RNA(ss-RNA),作为一种RNA病毒,具有较高的突变率,也就是说,突变是新冠病毒的一种天性

2020年4月,洛斯阿拉莫斯国家实验室的计算生物学家Bette Korber等人在bioRxiv发表论文,发现了D614G新冠突变株,该突变株在随后几个月时间里席卷全球。2020年12月,英国公共卫生部发布研究显示,B.1.1.7新冠突变株在英国迅速传播。

自新冠疫情暴发以来,新冠病毒在不停地突变之中,科学家们也在不断地发现新冠突变株,好在这些突变株只是提高了传播能力,似乎并未增强致病性,也没有对疫苗效果产生影响。

随着新冠疫苗的开始接种,越来越多的人担心出现无法被疫苗抑制的新冠突变株,而且,随着疫苗的大面积接种,对新冠病毒来说,是一种选择压力,可能会加速新冠病毒进化为疫苗耐药毒株。

而在2020年12月18日,南非检测到一种新冠病毒变体——501Y.V2变体,该突变株含有K417NE484KN501Y三个关键突变,目前南非突变株已经传播至20个国家。

2021年1月19日,美国洛克菲勒大学、加州理工学院、美国国立卫生研究院等研究团队合作,在医学预印本medRxiv发表了题为:mRNA vaccine-elicited antibodies to SARS-CoV-2 and circulating variants 的最新研究论文。

该研究发现,新冠疫苗对南非突变株——501Y.V2变体的防护能力可能有所下降,从接种mRNA疫苗的志愿者体内分离出的中和抗体,其中26%的中和抗体(22个)至少对K417N:E484K:N501Y中的一种突变假病毒的中和活性下降超过5倍。

这提醒我们需要长期持续监测新冠病毒,并对新冠疫苗进行更新,以应对新冠病毒的进化。

新冠病毒通过其表面的刺突蛋白(Spike蛋白,S蛋白)与宿主细胞表面的ACE2受体结合,进而入侵细胞。

目前新冠病毒已经导致全球范围内1亿人感染,造成超过200万人死亡,许多国家都已开始部署接种疫苗以应对新冠大流行,其中包括两种mRNA疫苗。这些疫苗能够诱导产生中和抗体,进而抑制新冠病毒的刺突蛋白与人类细胞表面的ACE2受体的结合,从而阻断新冠病毒感染。

20名志愿者接种了mRNA疫苗,其中14名接种了Moderna公司的mRNA疫苗(mRNA-1273),另外6名接种了辉瑞/BioNTech公司的mRNA疫苗(BNT162b2)。

在第二剂疫苗接种后8周,检测表明,志愿者表现出高水平的抗S蛋白的IgG/IgM,血浆中和活性和RBD特异性记忆B细胞数量与感染新冠后自然康复的患者相当。

为了验证疫苗对这些突变病毒株的效果,研究团队构建了E484K突变假病毒N501Y突变假病毒,及同时存在K417N:E484K:N501Y组合突变假病毒等多种新冠突变体假病毒。

实验结果表明,志愿者血清对这3种突变体新冠假病毒的中和活性均有下降,其中针对E484K、N501Y和K417N:E484K:N501Y组合的中和活性分别降低了1-3倍,1.3-2.5和1.1-3倍。这表明mRNA疫苗接种引起的血浆中和活性是可变的,对特定的RBD突变体的功效明显较低。

从接种mRNA疫苗的志愿者体内分离出的中和抗体,其中26%的中和抗体(22个)至少对K417N:E484K:N501Y中的一种突变假病毒的中和活性下降超过5倍。

研究团队对12种突变新冠突变体(分别是A475V,E484K,Q493R,R346S,N439K,N440K,K417N,Y453F,S477R,N501Y,D614G,R683G)测试了17种最有效的抗体。

结果表明,17种最有效抗体中9种对E484K突变新冠假病毒中和活性下降超10倍,有5种对K417N突变新冠假病毒中和活性减弱,有4种对N501Y突变新冠假病毒中和活性下降10倍或更多。这三种突变正是南非突变株501Y.V2变体的三个关键突变点。

许多流行的SARS-CoV-2突变体与病例数迅速增加有关,例如英国的B1.1.7/ 501Y.V1、南非的501Y.V2,以及巴西的B1.1.28/501.V3。

这项实验表明,上述新冠病毒突变体以及可能带有K417N/T、E484K和N501Y突变的其他新冠病毒变体,可以降低疫苗诱导的血浆中和抗体的中和能力

目前尚不清楚这些突变的积累对新冠大流行的长期影响如何。但这提醒了我们,这些突变可能会影响自然免疫力和接种疫苗带来的免疫力的有效性。也提醒了我们需要长期持续监测新冠病毒,并对新冠疫苗进行更新,以应对新冠病毒的进化

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.15.426911v1

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