冠状病毒正在突变。 这对我们意味着什么?

2020-12-21 05:36:02

就在疫苗开始为走出大流行道路提供希望之际,周六英国官员发出了紧急警报,称他们称之为在英格兰流行的冠状病毒的高度传染性新变种。

总理鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)以该病毒在伦敦及其周边地区的迅速传播为由,对该国实行了自3月以来最严格的封锁措施。他说:“当病毒改变其攻击方式时,我们必须改变我们的防御方式。”

据发现该病毒的科学家称,在南非,出现了类似版本的病毒,该病毒具有英国变异中发现的一种突变。自11月中旬以来,在多达90%的样本中已经在南非对其遗传序列进行了分析的样本中发现了该病毒。

科学家担心这些变体,但并不为之惊讶。研究人员已经记录了在全世界范围内传播的冠状病毒遗传物质中成千上万的微小修饰。

有些变种仅凭运气就在人群中变得更加普遍,而不是因为这种变化会以某种方式使病毒超载。但是,由于疫苗接种和人类免疫力的增强,病原体的生存变得越来越困难,研究人员还希望该病毒获得有用的突变,使其更容易传播或逃避免疫系统的检测。

西雅图的弗雷德·哈钦森癌症研究中心的进化生物学家杰西·布鲁姆(Jesse Bloom)说:“这是一个真正的警告,我们需要密切关注。” “这些突变肯定会扩散,并且肯定是科学界。我们需要监视这些突变,并且需要表征哪些突变具有影响。”

这个英国变种有大约20个突变,其中包括一些会影响病毒锁定人细胞并感染它们的方式。苏格兰圣安德鲁斯大学的传染病学专家,英国政府的科学顾问穆格·塞维克(Muge Cevik)说,这些突变可以使变异体更有效地复制和传播。

塞维克博士补充说,但是对更高的可传播性的估计(英国官员说,该变体的可传播性提高了多达70%)是基于建模的,尚未在实验室实验中得到证实。

她说:“总的来说,我认为我们需要更多的实验数据。” “我们不能完全排除某些可传播性数据可能与人类行为有关的事实。”

同样在南非,科学家们很快注意到人类的行为正在推动这一流行病,不一定是新的突变,其对传播的影响尚待量化。

英国的公告也引起了人们的担忧,即该病毒可能会发展成为对疫苗的耐药性。担忧的焦点在于病毒遗传密码的一对改变,这可能使其对某些抗体的抵抗力降低。

但是,几位专家敦促保持谨慎,他说,这种病毒进化需要数年而不是数月的时间,才能使目前的疫苗变得无能为力。

布卢姆博士说:“没有人担心会有一个灾难性的突变突然导致所有免疫力和抗体失效。”

他补充说:“这将是一个跨越多年时间范围的过程,需要积累多个病毒突变。” “这不会像开关一样。”

像所有病毒一样,冠状病毒也是一种变形器。一些遗传改变是无关紧要的,但有些可能给它带来优势。

科学家们担心后一种可能性,特别是:数百万人的疫苗接种可能会对病毒产生巨大压力,使其变得对免疫反应产生抵抗力,从而使全球战斗数年后退。

在世界范围内,病毒已经独立多次出现了微小的变化,这表明这种突变对病原体很有帮助。影响抗体敏感性的突变(技术上称为69-70缺失,意味着遗传密码中缺少字母)已至少观察到三遍:在丹麦貂中,在英国人群中以及在一名免疫抑制患者中,这种情况变得更加严重对恢复期血浆不那么敏感。

剑桥大学的病毒学家Ravindra Gupta博士说:“这个东西一直在传播,获取,适应。”上周,他详细描述了这种缺失的反复出现和扩散。 “但是人们不想听我们说什么,那就是:这种病毒会变异。”

新的基因缺失改变了冠状病毒表面的刺突蛋白,它需要感染人类细胞。带有这种缺失的病毒变种在2020年初独立出现在泰国和德国,并在8月在丹麦和英国流行。

伦敦女王玛丽大学的临床流行病学家Deepti Gurdasani博士说,科学家最初认为新的冠状病毒是稳定的,不可能逃脱疫苗诱导的免疫反应。

她说:“但是在过去的几个月中,很明显可以发生突变。” “随着大规模疫苗接种的选择压力增加,我认为这些突变体将变得更加普遍。”

最近的几篇论文表明,冠状病毒可以进化以避免被单个单克隆抗体,两种抗体的混合物甚至是给予特定个体的恢复期血清所识别。

辉瑞-BioNTech和Moderna疫苗仅对冠状病毒表面携带的刺突蛋白诱导免疫反应。但是每个受感染的人都会产生大量,独特而又复杂的针对这种蛋白质的抗体。

纽约阿尔伯特·爱因斯坦医学院的病毒学家卡蒂克·钱德兰(Kartik Chandran)说:“事实是,您有一千把大枪对准这种病毒。” “无论病毒如何扭曲和编织,要找到一种能够真正抵抗所有这些不同抗体特异性的基因解决方案并非易事,更不用说免疫反应的其他方面了。”

简而言之:尽管冠状病毒可能会采取多种变体,但它很难摆脱人体的防御系统。

为了逃避免疫,病毒必须积累一系列突变,每个突变都会使病原体侵蚀人体防御系统的有效性。某些病毒(例如流感)会相对迅速地吸收这些变化。但是其他人,例如麻疹病毒,几乎收集不到任何改变。

布卢姆博士指出,即使是流感病毒也需要五到七年的时间才能收集到足够的突变,以完全摆脱免疫识别。周五他的实验室发表了一份新报告,显示普通感冒冠状病毒也可以逃脱免疫检测,但是已经持续了很多年。

在这种大流行中,感染的规模可能很快在新的冠状病毒中产生多样性。尽管如此,全世界绝大多数人尚未受到感染,这使科学家充满了希望。

瑞士伯尔尼大学的分子流行病学家艾玛·霍德克罗夫特(Emma Hodcroft)说:“如果我们看到主动选择免疫逃逸的方法,那会让我感到惊讶。

她说:“在仍然还很幼稚的人群中,这种病毒还不需要这样做。” “但这是我们长期要提防的事情,尤其是当我们开始为更多的人接种疫苗时。”

霍德克罗夫特博士说,在大约一年之内为大约60%的人群进行免疫,并在此期间减少病例数,将有助于最大程度地减少病毒突变的机会。

尽管如此,科学家仍需要密切跟踪进化中的病毒,以发现可能使其比疫苗更具优势的突变。

西雅图的弗雷德·哈钦森癌症研究中心的进化生物学家特雷弗·贝德福德说,科学家们常规监测流感病毒的突变以更新疫苗,而对冠状病毒也应该这样做。

他说:“您可以想象流感疫苗存在类似的过程,您在其中交换这些变体,每个人都将获得每年的Covid疫苗注射。” “我认为通常是必要的。”

好消息是,与传统疫苗相比,辉瑞-BioNTech和Moderna疫苗中使用的技术更容易调整和更新。贝德福德博士说,新疫苗还产生大量的免疫反应,因此冠状病毒可能需要经过许多年的突变才能调整疫苗。

同时,他和其他专家说,疾病预防控制中心和其他政府机构应该建立一个国家系统,以将病毒序列数据库与现场数据联系起来,例如是否进行了疫苗接种但是否发生了感染。 霍德克罗夫特博士说:“对于科学家和政府来说,这些是有用的戳记-现在,在我们可能需要它们之前,尤其是当我们开始给人们接种疫苗时,”。 “但是公众不必一定感到恐慌。”