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新一轮疫情已波及17省份 新冠病毒或将变得更强大

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创享中国 2021-08-03 23:31
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图片来源:pixabay

如今,新冠肺炎疫情已经持续了超过一年半的时间。在这场旷日持久的抗疫大战中,尽管各国采取了不同程度的、包括接种疫苗在内的防控措施,但人类何时才能从这场疫情的阴云中走出,仍是一个难以回答的问题。新冠病毒不断发生的变异,也一次次地给人们带来新的挑战,让人们措手不及。

近日,国内出现了新冠病毒变异株跨省传播的情况。根据目前的检测结果,德尔塔变异株(B.1.617.2)是这次跨省传播中的关键毒株。这种变异株最早于去年10月在印度被发现,此后其攻势愈发凶猛。今年4月,世界卫生组织(WHO)将其列为“待观察变种”(Variants of Interest);5月11日,德尔塔变异株被列入“需关切变种”(Variants of Concern)名单,与包括最早发现于英国、此前大范围流行的阿尔法变异株(B.1.1.7)等其他3种变异株同属此类。

“崛起”的变异株

从今年6月份开始,德尔塔变异株进一步在多个国家蔓延。英国公共卫生部的数据显示,在2021年6月7日-21日期间,英国确诊的新冠肺炎病例中有90%以上来自德尔塔变异株感染,这种变异株已成为了英国境内最流行的变异株。当时,美国基因组学研究公司Helix发表的一份预印本研究显示,阿尔法变异株在美国的主导地位正在被迅速取代,其对新增病例的贡献率在短短6周内就从70%下降至42%——这主要归咎于德尔塔变异株的迅速扩散。

根据联合国在上周五公布的数据,目前德尔塔变异株已传播到了132个国家,在全球造成的感染病例和死亡病例都在攀升,仅一周就导致全球新增400万个确诊病例。在一些地区,德尔塔变异株导致的疫情更加严重,其在7月份新增的感染人数相比于前一个月增加了80%。根据美国微生物协会的消息,美国新增的新冠确诊病例中有83%是由德尔塔变异株导致的。

近期,德尔塔变异株也在国内多地引发了疫情。7月22日,江苏省报告了17名新冠肺炎患者,经检测显示,患者感染毒株为德尔塔变异株。截至目前,新一轮本土疫情已经波及17个省份。根据其中4个省份公布的消息,初步确定了患者感染的病毒株为德尔塔变异株,与境外输入的病例所携带的德尔塔变异株具有高度同源性。

2021年2月-6月21日英国新冠肺炎病例中各变异株所占比例的变化(粉色和紫色区域分别表示阿尔法和德尔塔变异株)。图片来源:英国公共卫生部

与阿尔法变异株相比,德尔塔变异株的传播力高出了40%~60%,相比于最早期传播的新冠病毒,传染力提高了1倍。除此之外,感染德尔塔变异株的患者的住院率也比感染了阿尔法变异株的高出85%。根据纽约时报的报道,德尔塔变异株的传染性已超过很多种传染性病毒,例如中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)、非典病毒(SARS-CoV)、埃博拉病毒、普通感冒病毒、季节性流感病毒和天花病毒,其传染性与水痘相当。

图片来源:纽约时报

中国疾控中心研究员冯子健曾在介绍德尔塔病毒特点时指出,德尔塔的潜伏期和传代间隔都有所缩短,过去的新冠病毒传代间隔是4~5天,而德尔塔变异株是3天左右。潜伏期和传代间隔都缩短加强了德尔塔病毒的传播能力。根据近期的一项研究,德尔塔病毒变异株感染者体内的病毒数量是最初的新冠病毒感染者病毒载量的1000倍,这在一定程度上也加快了病毒的传播。

关键的基因突变

在德尔塔变异株中,一个突变被认为与病毒的传染性增强相关。新冠病毒的刺突蛋白(S蛋白)由受体结合亚基和融合亚基组成,它们必须分离,才能介导膜融合并引起细胞感染。其他冠状病毒中,这两个亚基之间通常只有一个起到连接作用的氨基酸,而新冠病毒有5个,分别是脯氨酸、精氨酸、精氨酸、丙氨酸和精氨酸,也被称为弗林切割位点(furin cleavage site)。研究显示,一种名为弗林(furin)的宿主细胞蛋白能识别并切割这个氨基酸链,而且这对新冠病毒快速进入人肺部细胞极其关键。在许多其他高致病性人类病毒的刺突蛋白中也存在类似的序列。

新型冠状病毒结构的计算机模拟。图片来源:Janet Iwasa, University of Utah

德尔塔变异株的弗林切割位点发生了突变,其中的脯氨酸替换成了精氨酸(P681R),阿尔法变异株也存在类似的突变。这种变化会降低序列的酸性,而氨基酸链碱性越强时,它们被弗林识别切割的效果也更好,更多弗林酶切意味着更多刺突蛋白准备好进入人体细胞。SARS病毒只有不到 10% 的刺突蛋白做好了这种准备,最初传播的新冠病毒为50%,阿尔法和德尔塔变异株分别超过了50%和70%,这也意味着病毒的传染性在增强

图片来源:pixabay

除此之外,还有两类突变与德尔塔变异株的免疫逃逸密切相关。德尔塔变异株的S蛋白上3个区域存在基因突变位点。在和ACE2受体结合的结构域上存在3个基因突变,其中K417T与S蛋白的构象改变有关,L452R和T478K主要增加S蛋白与细胞ACE2受体的亲和力,这3个突变都能帮助病毒实现免疫逃逸。科学家还在S蛋白的N端结构域中,发现了很容易受到抗体攻击的位点,将其称为“抗原超位点”(也称为NTD区域)。在德尔塔变异株中,这个结构域中发生了多个突变(包括T19R、G142D、R158G以及156和157位的氨基酸被删除)。他们认为,在这个位点上累积的突变能增强病毒逃脱免疫检测的能力

疫苗还有效吗

在德尔塔变异株在全球蔓延,一个备受关注的点是,它能感染接种过2剂新冠疫苗的人群,也就是产生突破性感染。据CDC一项内部报告显示,在1.62亿接种过疫苗的美国人中,每周大约有3.5万人出现感染症状。近期,CDC的负责人Rochelle P. Walensky还表示,接种过疫苗的突破性德尔塔变异株感染者与未接种疫苗的患者,在鼻子和喉咙中携带的病毒数量相同,因此传播病毒的几率可能也一样。

基于已有的研究,目前的疫苗对预防德尔塔变异株感染的效果有所降低,但能避免感染者出现严重的症状。根据《以色列时报》的一项报道,在以色列,辉瑞-BioNTech研发的新冠疫苗对接种者的保护率明显降低。在德尔塔变异株大范围传播之前,该疫苗能提供94.3%的保护率,而如今这款疫苗的保护率降低了30%至64%,但这款疫苗对危重症的保护率仍然很高,为93%。

此前,广州市对德尔塔变异株感染病例的初步统计数据表明,国产疫苗对于德尔塔变异株依然有效,对产生危重型、轻型和无症状感染者的预防效果分别为100%、67.2%和63.2%。英国公共卫生部分析了两款新冠疫苗(辉瑞-BioNTech疫苗和阿斯利康疫苗)预防感染德尔塔变异株后住院的有效性,结果表明在完成了两剂疫苗接种的患者中,两款疫苗的有效率分别达到96%和92%,与疫苗对其他变异株的保护效力相似。

两项分别发表于《自然》和《新英格兰医学杂志》的研究显示,接种2剂疫苗带来的保护效益显著高于接种1剂疫苗。前一项研究显示,疫苗接种者(接种了1剂辉瑞或阿斯利康疫苗)的血清对德尔塔几乎没有中和活性。95%接受两剂疫苗的人的血清产生中和反应,对德尔塔变异株的中和反应比对阿尔法的中和反应弱3-5倍。后一项研究发现,2剂mRNA疫苗对德尔塔的有效性为88%,但1剂疫苗的有效性仅为30.7%。

我们还能做什么

为了对抗德尔塔变异株的传播,目前科兴、辉瑞等公司正在测试接种第3剂疫苗的效果。从当前的实际情况来看,考虑到接种2剂疫苗还没有完全普及,目前更好的策略是尽快普及新冠疫苗的接种工作。

在英国,大部分德尔塔变异株感染发生在50岁以下人群中,而20~29岁年龄段的感染者数量最多。这可能是因为年轻人通常不是重点和优先的疫苗接种对象,进而导致其感染率反而最高。

根据美国疾控中心发布的报告,18~29岁人群的疫苗接种率低于65岁以上人群的接种率。虽然与老年人相比,年轻人感染新冠病毒后发展为重症和死亡的概率低得多,但他们可以作为传染源,给遏制疫情带来困难。因此,加紧疫苗接种工作仍是全球的当务之急,对于尽早形成全民免疫、消灭疫情具有关键意义。目前,我国18岁以上人群的疫苗接种率已达到了很高的水平。在3~17岁的人群中,疫苗接种较低,但目前也在有序地开展中。

英国各年龄段的德尔塔毒株感染者数量(截至2021年6月21日;左侧为女性数据,右侧为男性数据)。图片来源:英国公共卫生部

除了在当前拯救生命,加紧疫苗接种还有着更深远的意义。从阿尔法变异株到如今的德尔塔变异株,新冠病毒一直在与人类“斗智斗勇”,新的变异不断出现,而且将继续出现。

6月11日,英国公共卫生部报告了德尔塔变异株的变种,并将其称为德尔塔+(B.1.617.2.1,或AY.1)。与德尔塔变异株相比,德尔塔+变异株的刺突蛋白上新增了K417N突变。近期,日本科学家进行的一项研究表明,目前在南美洲流行的兰姆达变异株也能逃脱免疫反应。

尽管还没有足够的数据表明这些变异株的传播力相比其他变异株是否进一步增强,它的出现还是再一次给人们敲响了警钟——这场战争远未结束。经验已经表明,人们很难及时地识别病毒的新突变并采取有力的防控措施。尽早地遏制疫情,可以避免病毒进一步演化带来更糟糕的局面。

牛津大学的演化病毒学家阿瑞斯·卡祖拉基斯(Aris Katzourakis)认为,人们不能假设新冠病毒不会再变得更强大。“在演化过程中,任何事情一旦发生至少2次,就意味着形成了某种模式。如果在接下来的一两年里,新冠病毒再发生和之前同等程度的变化,我丝毫不会感到诧异。”

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