來源:澎湃新聞
原標題:引發歐洲混亂的英國新冠變異毒株如何發現的?對疫苗意味什麼
出現在英國的新冠病毒變異毒株B.1.1.7已在歐洲引發恐慌。截至12月22日,歐洲已有法國、比利時、荷蘭、義大利、波蘭、西班牙、土耳其、瑞士、希臘等十幾個國家宣布對英國實行全方位的入境禁令。
針對該變異毒株,中國疾控中心副主任馮子健表示,從我國所獲得的病毒序列來看,不管是輸入人員、貨物還是冷鏈產品等,從各種途徑獲得的病毒,都沒有發現我國已有變異病毒輸入。他同時表示,我們還會繼續高度關注,密切監視病毒的活動情況。
據《科學》網站報導,最初引起英國方面警覺的時間是12月8日。當時,英國召開關於大流行性冠狀病毒擴散的例行會議,科學家和公共衛生專家看到了一張令人震驚的圖表。
伯明罕大學的微生物基因組學家尼克·洛曼(Nick Loman)說,位於英格蘭東南部的肯特郡病例出現激增,該郡病毒序列的病毒系統進化樹看上去也很奇怪。有一半的病例是由SARS-CoV-2的一個特定變體引起的,而且該變體只是位於系統進化樹的分支上,而該分支是從其他部分中延伸出來的。洛曼稱,其從未見過像這樣的病毒系統進化樹。
當地時間2020年12月21日,英國倫敦,希思羅機場顯示多國航班已被取消。人民視覺 圖
不到兩周後,這一變異新冠毒株在英國和歐洲其他地方引發混亂。12月19日,英國首相鮑裡斯·詹森宣布更嚴格的封鎖新規,稱這種名為B.1.1.7的新冠毒株似乎具有更強的傳播能力。這一消息導致許多倫敦人在新規定生效之前離開首都,導致火車站擁擠。12月20日,荷蘭、比利時和義大利等國宣布暫時停止從英國出發的客運航班。布魯塞爾和英國首都之間的歐洲之星列車停止運行至少24小時。
科學家們正在努力研究B.1.1.7毒株是否真的更擅長人傳人。如果其傳播力更強,背後的原因又是什麼?他們還想知道新冠B.1.1.7毒株的變異速度為何如此之快,該毒株一次獲得了17個突變,這是前所未有的。英國愛丁堡大學分子進化生物學家安德魯·蘭巴特(Andrew Rambaut)表示其正嘗試在實驗室中鑑定出該毒株的一些突變特徵。
B.1.1.7毒株是否會令疫苗失效?12月22日凌晨上海復旦大學附屬華山醫院感染科主任張文宏在其微博上回應了這一關切。他表示「在疫苗出來之前就發生對疫苗無效的變異可能性不大。」
張文宏解釋稱,沒有自然選擇就沒有病毒進化。同樣,沒有疫苗的壓力,也基本不能自然篩選出對疫苗無效的病毒變異株。目前疫苗會產生針對S蛋白許多區域的抗體,一個單一的突變(比如上個月出現的D614G突變,和這次出現的N501Y突變)降低疫苗的效力可能性不大。
目前關於新冠病毒(SARS-CoV-2)的基因組調查數據表明,病毒存在著大量的單核苷酸變異(SNVs)。今年早些時候,李蘭娟院士團隊的研究證明新冠病毒基因組中的突變具有影響病毒致病性的功能潛力。李蘭娟團隊提示:疫苗和藥物的開發需要考慮到這些累積突變,尤其是始祖突變的影響,以避免潛在的缺陷。
前述研究發表於4月19日,來自浙江大學的研究團隊報告了11例新冠患者來源的病毒分離株的功能特徵,它們都至少有一個突變。重要的是,當感染Vero-E6細胞時,這些病毒分離株在細胞病變效應和病毒載量方面表現出顯著差異,差異高達270倍。
全球研究人員正密切監測SARS-CoV-2的實時進化,人類如此密切實時關注一個病毒,這在歷史上是前所未有的。
到目前為止,新冠病毒已經以每月大約1到2個位點的速度變異。這意味著今天測序的許多新冠病毒基因組與一月份在最早測序的病毒基因組相差約20個位點,但許多變異較小的變體也正在流行。洛曼說:「由於我們對基因組的監視非常密集,因此幾乎可以看到每個變異的過程。」
為何科學家從未見過這種病毒一次能獲得十幾個位點的變異?他們認為這是在某個患者長期感染期間發生的,該感染使SARS-CoV-2經歷了長時間的快速進化,多個變異體在其體內爭奪優勢。
蘭巴特說,需要關注的一個原因是,在這17個位點中,有8個突變位點位於病毒的刺突蛋白,其中兩個特別令人擔憂。一種名為N501Y的蛋白先前已被證明可以增與人類ACE2受體(病毒進入人體細胞的入口)的結合程度。另一種命名為69-70del,導致刺突蛋白中兩個胺基酸丟失,目前在一些免疫功能低下的患者中發現了這種逃避免疫反應的病毒。
B.1.1.7比英國的其他新冠變體傳播得更快,這一現象能被發現是一種幸運的巧合。因為英國廣泛使用的一種稱為TaqPath的PCR測試,通常可檢測一個病毒的三個基因片段。而帶有69-70del突變的新冠病毒會導致編碼刺突基因的基因產生負信號。英國每天要進行數十萬次這樣低成本的PCR測試,可以幫助研究者跟蹤到B.1.1.7毒株。
在12月19日的新聞發布會上,英國政府首席科學顧問派屈克·瓦倫斯說,B.1.1.7新冠毒株首次出現於9月20日分離出的病毒中,佔11月中旬病例的26%。他說:從12月9日開始的一周,這些數字要高得多。在倫敦,這一變異毒株則佔了60%。鮑裡斯·詹森(Boris Johnson)補充說,大量的突變可能使B.1.1.7毒株的傳播能力提高了70%。
柏林Charité大學醫院的病毒學家Christian Drosten說,說傳播力大增還為時過早,因為還有太多的未知。一方面,B.1.1.7的迅速傳播可能是偶然的。科學家此前曾擔心,從西班牙迅速傳播到歐洲其他地區的病毒變種(B.1.177,編註:不是B.1.1.7)可能更容易傳播,但今天看來事實並非如此。因為西班牙度是旅遊勝地,去西班牙度假的旅行者們將這一毒株攜帶到了整個歐洲。喬治敦大學的病毒學家Angela Rasmussen說,B.1.1.7可能是類似的情況。Drosten稱,新的突變體還攜帶另一個病毒基因ORF8的缺失,以前的研究表明,這反倒可能會降低病毒的傳播能力。
但來自南非的情況令人擔憂。南非科學家在病例激增的三個省份對新冠病毒基因組進行了測序:東開普省,西開普省和誇祖魯納塔爾省。他們確定這一病毒與英國B.1.1.7變種不同,但其在刺突基因中也有N501Y突變。誇祖魯納塔爾大學的病毒學家說,他們發現這一變種的傳播似乎要快得多。該研究首先使英國科學家意識到了N501Y的重要性。
另一個擔心是B.1.1.7可能導致更嚴重的疾病。非洲疾病控制與預防中心主任約翰·恩肯加松說,南非的新冠變異體可能對年輕人和其他健康人群也有影響。
巴塞爾大學的病毒學家艾瑪·霍德克羅夫特(Emma Hodcroft)則給出了相反的意見,她說來自西班牙的B.1.177毒株仍然給人們提供了警示性的教訓。英國科學家最初認為它的死亡率要高出50%,但其實死亡率根本沒飆升這麼多,她表示「早期的數據純粹是混亂的,有偏差的」。
不過就出現了N501Y突變的新冠毒株而言,其確實可能讓更多的年輕人生病,因為有更多的人被感染。最近在南非舉行的一些考試後慶祝活動已經變成了新冠病毒傳播的溫床。Drosten說,要證明變異後的新冠病毒傳播力或致病能力相比之前版本的有變化,得在細胞培養和動物實驗中研究。
要從實驗室獲得確定的答案,可能需要幾個月的時間,但是劍橋大學的病毒學家Ravindra Gupta開始研究了。研究人員通過對感染了幾個月並接受恢復期血漿治療的一名患者進行取樣,他們發現其體內的新冠病毒具有69-70del突變,以及另一個名為D796H的突變,不過該患者已死亡。在實驗室中,Gupta的研究小組發現,帶有兩個突變的病毒比野生型病毒更不易受到來自多個供體的恢復性血漿的影響。Gupta在本月出版的預印本中寫道,這表明它可以規避針對野生型病毒的抗體。他還設計了一種慢病毒來表達刺突蛋白的突變版本,並發現僅通過刪除即可使該病毒的感染力提高一倍。他現在正在對攜帶缺失和N501Y突變的病毒進行類似的實驗。Gupta說,最初的研究結果應該要到聖誕節之後了。
霍德克羅夫特說,其他國家對英國實施航班禁令「非常極端」。但確實使各國有時間考慮採取措施應對來自英國的旅客,她表示:「我希望歐洲大多數國家能好好考慮這一點。」
值得注意的是,科學家們認為B.1.1.7可能已經廣泛傳播了。荷蘭衛生部長雨果·德·瓊格(Hugo de Jonge)在12月20日給國會的一封信中寫道,荷蘭研究人員在12月初從一名患者身上採集的樣本中已經發現了這一毒株。他們將嘗試找出患者是如何感染的,以及是否有相關病例。哈佛大學的流行病學家威廉·漢納格(William Hanage)說,其他國家也可能也有這種病毒。英國可能只是首先鑑別出了,因為該國擁有世界上最複雜的SARS-CoV-2基因組監測系統,這是許多國家所沒有的。
導致B.1.1.7的進化過程也可能發生在其他地方。Scripps Research傳染病研究人員Kristian Andersen說,隨著疫苗的推出,對病毒的選擇性壓力將會改變,這意味著可以選擇有助於病毒壯大的變異體。Andersen說,未來幾個月重要的任務是持續監測。Andersen說,「使B.1.1.7出現的條件也可能在世界其他地方發生。」