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传染性增强的SARS-CoV-2变异株持续出现,引起了人们对疫苗保护效力减弱的担忧。如流行于秘鲁的拉姆达(Lambda)变异株,在阿根廷、厄瓜多尔、智利和巴西的流行率也呈上升趋势[1],2021年6月世界卫生组织将其列为“关注变异株(VOI)”[2]。拉姆达变异株的刺突蛋白(S蛋白)具有新的突变位点,如Δ246-252、G75V、T76I、L452Q、F490S、T859N,其中L452Q和F490S属于RBD(S蛋白受体结合域)中的新突变,代表着病毒传播力可能更高,且对中和抗体的抵抗性可能会增加,因此拉姆达变异株的日益流行引起了人们的关注,目前在用疫苗是否仍对其有效?

拉姆达变异株的突变位点示意图

图片来源:论文截图(侵删)

美国一项研究测试了拉姆达变异株S蛋白突变对康复期血清、疫苗诱导抗体及治疗性单克隆抗体的中和作用的敏感性,其结果于7月3日在medRxiv平台以预印本的形式发布[3]。

研究速览

  • L452Q突变使拉姆达变异株S蛋白假病毒感染性增加了2倍

对假病毒在ACE2.293T细胞上的感染性进行分析,发现拉姆达变异株S蛋白上的L452Q突变使感染性增加了2倍,其他突变(G75V-T761、F490S、T859N和Δ246-252)对感染性没有显著影响。

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拉姆达变异株S蛋白假病毒的感染性

图片来源:论文截图(侵删)

  • 康复期血清和疫苗诱导抗体对拉姆达变异株的中和作用减弱2.3~3.3倍

在拉姆达变异株出现前已感染过SARS-CoV-2的康复期患者血清标本分析表明,相较于D614G,拉姆达变异株S蛋白对康复期血清中和活性的抵抗力是3.3倍,而Beta变异株(B.1.351)是4.9倍。

对接种BNT162b2疫苗的血清样本分析表明:拉姆达变异株S蛋白对BNT162b2疫苗中和活性的抵抗力约为3倍。

对接种mRNA-1273疫苗的血清样本分析表明:拉姆达变异株S蛋白对mRNA-1273疫苗中和活性的抵抗力约为2.3倍。

上述拉姆达变异株的抵抗力均与S蛋白的L452Q、F490S突变相关。

康复期血清和疫苗诱导抗体对拉姆达变异株的中和作用

图片来源:论文截图(侵删)

  • L452Q增加了S蛋白与ACE2的亲和力,或增加传染性

研究数据显示,拉姆达变异株S蛋白与血管紧张素转化酶2(ACE2)结合力增加了3倍。这种结合力增加由L452Q突变引起,未发现F490S突变对ACE2结合有影响。研究结果表明,L452Q增加了拉姆达变异株对ACE2的亲和力,可能有助于传染性的增加。

L452Q增加S蛋白与ACE2的亲和力

图片来源:论文截图(侵删)

  • REGN10933和REGN10987单克隆抗体对拉姆达变异株的中和作用减弱

研究数据显示,拉姆达变异株S蛋白对REGN10987中和活性的抵抗力约为3.6倍,对REGN10933中和活性的抵抗力未降低。拉姆达变异株的抵抗力与S蛋白L452Q突变有关。

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REGN10933和REGN10987单克隆抗体对拉姆达变异株的中和作用

图片来源:论文截图(侵删)

与关切变异株(VOC)的S蛋白类似,拉姆达变异株S蛋白部分抵抗新冠疫苗(BNT162b2疫苗、mRNA-1273疫苗)及康复期血清的中和作用。研究数据显示,新冠疫苗对拉姆达变异株的中和效价虽下降3倍左右,但对感染的保护作用却未见显著降低,可能与BNT162b2和mRNA-1273疫苗接种者血清对拉姆达变异株的平均中和滴度IC50约为1:600有关(该数值高于康复期血清对D614G的中和滴度)。小部分疫苗接种者血清抗体滴度低于平均水平,这是否会导致疫苗对变异株的保护力降低,尚需流行病学研究进行验证。

另一项研究对拉姆达变异株的传染性和免疫逃逸能力进行了探究,对75名接种过两剂次CoronaVac新冠灭活疫苗的医护人员血清进行分析,结果显示,相较于原始毒株,拉姆达变异株传染性增加,甚至高于D614G、阿尔法(Alpha)变异株或伽马(Gamma)变异株;CoronaVac疫苗对拉姆达变异株的中和作用较原始毒株降低了3.05倍,而伽马变异株较原始毒株降低了2.33倍,阿尔法变异株降低了2.03倍[4]。即拉姆达变异株S蛋白某些突变增加了该毒株的传染性,对CoronaVac疫苗诱导的中和抗体也发生了免疫逃逸。

用CoronaVac疫苗接种者的血清样本进行的中和试验

图片来源:论文截图(侵删)

全文小结

综上两项研究结果可见,拉姆达变异株传染性增强、免疫抵抗力增加,但我们还没有足够的可靠数据将其与VOC变异株进行比较。拉姆达变异株传染性及免疫抵抗力增加与S蛋白L452Q和F490S突变相关。这一结果与近期日本学者发表的研究结果相似,即拉姆达变异株S蛋白L452Q、T76I突变能够增强该毒株的传染性,是导致拉姆达变异株具有更高传染性的原因之一;S蛋白N端结构域(NTD)中RSYLTPGD246-253N缺失、L452Q和F490S突变让拉姆达变异株对疫苗诱导的中和作用产生了强大的抵抗力,导致该病毒发生免疫逃逸[5]。虽然拉姆达变异株被归类为VOI,与大流行的VOC相比,或可认为拉姆达变异株并不会对人类构成持续的威胁,但拉姆达变异株对疫苗诱导的中和作用具有抵抗性,突破性感染风险依然存在,即接种新冠疫苗后仍有可能感染新冠病毒[5]。值得提及的是,研究数据显示现用疫苗虽然对拉姆达变异株中和活性降低,但仍保持一定保护效力。目前,我们仍然需要持续监控和深入研究变异株的流行情况,做好应对更具抵抗性变异株随时出现的准备,以防引起全球大规模感染。同时强调广泛接种疫苗的重要性,这将保护个体免受疾病的侵害,减少病毒传播并减缓变异株的出现。

参考文献:

[1] Wink PL, Zempulski Volpato FC, Monteiro FL, et al. First identification of SARS CoV-2 Lambda (C.37) variant in Southern Brazil. medRxiv 2021:2021.06.21.21259241. DOI: 10.1101/2021.06.21.21259241.

[2] World Health Organization. 2021 (https://www.who.int/en/activities/tracking-SARS-CoV-2-variants/)

[3] Takuya T, Hao Z, Belinda MD, et al.SARS-CoV-2 Lambda Variant Remains Susceptible to Neutralization by mRNA Vaccine-elicited Antibodies and Convalescent Serum. doi: https://doi.org/10.1101/2021.07.02.450959(https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.07.02.450959v1)

[4] Mónica L. Acevedo, Luis Alonso-Palomares, et al. Infectivity and immune escape of the new SARS-CoV-2 variant of interest Lambda. medRxiv, 2021.2006.2028.21259673. doi: https://doi.org/10.1101/2021.06.28.21259673.

[5] Izumi Kimura, Yusuke Kosugi, Jiaqi Wu, et al. SARS-CoV-2 Lambda variant exhibits higher infectivity and immune resistance. biorxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2021.07.28.454085.