比英國毒株更可怕:南非病毒變異株可逃避抗體攻擊,疫苗或需更新
2021年01月22日10:24

  來源:返樸

  當前,新冠病毒主要有三種不同的變異株,分別來自英國、南非和巴西。現有新冠疫苗對新的變異毒株能否起效,決定著全球疫情防控局勢的走向。已有體外實驗顯示現有疫苗對英國變異株有效,具體到人體內還有待觀察。但本週一篇關於南非變異株的預印本論文帶來了令人dan的消息,並迅速引起了科學家的關注。

  撰文 | Idobon、史雋

  2020年的最後一天,世界衛生組織WHO公佈的病毒暴發新聞(Disease Outbreak News)中談及了四個引起廣泛關心與討論的新冠病毒變異,分別是:D614G變異株、英國變種新冠病毒株B.1.1.7、南非變種新冠病毒株501Y.V2和丹麥水貂變異株。

  其中,D614G變異株早在2020年2月下旬起就已經席捲全球,成為歐美流行的新冠病毒的主流毒株。而2020年6月出現的新冠病毒經由水貂回傳給人類的情況,感染病例較少,9月後未再在人類身上發現。

  最新發現的新冠病毒變異株來源於巴西亞馬孫州采到的病毒樣本,2021年1月14日,研究人員發現了包括刺突蛋白在內的多處變異,將之命名為P.1變異株。隨後,日韓等國家確診首例P.1變異株感染病例。目前,對P.1變異株的研究尚在進行中。

  當前,媒體報導最多的是英國新冠病毒變異株B.1.1.7。2020年9月21日,英國首次發現變種的新冠病毒株。11到12月,這一變異株在英國迅速傳播,成為英國最常見的毒株。12月19日,英國首相鮑里斯·約翰遜表示,新變種病毒B.1.1.7的傳播性可能比之前發現的病毒高出70%,並對倫敦等地區實行新的第四級嚴控防疫措施。全球40多個國家及地區對英國實施旅行禁令。然而,這一切仍然無法阻止病毒的傳播。2021年1月20日,北京大興發現2例英國B.1.1.7變異株導致的病例,令中國國內防控形勢更為嚴峻。

  現有新冠疫苗能否抵抗來自英國的變異株?1月7日和 1月19日,輝瑞公司研究人員在生物預印本網站bioRxiv相繼發表了最新研究數據,顯示該公司的mRNA疫苗依然能夠中和英國的B.1.1.7變異株。

  然而,其實最令人擔憂的其實是南非的變異株。

  2020年12月上旬,南非政府向全球公告新冠病毒的新變異 501.V2(亦稱501Y.V2)。這個突變和英國變異株一樣,也是在刺突蛋白上,它主要有三個突變:K417N,E484k 和 N501Y。初期研究顯示,501.V2變異株有較高的病毒量,擴散較快、傳播性較高。根據歐洲疾病預防管製中心快速風險評估(ECDC Rapid Risk Assessment)2020年12月29日的報導,501Y.V2毒株最早出現於2020年8月初,到11月初,已成為南非主要病毒株,後來在英國及其他國家也陸續出現。截至去年12月底,南非感染人數中,501Y.V2毒株的比例已逾80%。

  1月19日,南非國家傳染病研究所(NICD)的研究人員Wibmer等人在bioRxiv發表了題為SARS-CoV-2 501Y.V2 escapes neutralization by South African COVID-19 donor plasma 的預印本論文。論文稱,南非出現的新冠變異毒株501Y.V2能顯著逃避三類相關單複製抗體的攻擊。更糟的是,康復期病人血清中的中和抗體對該變異株的效應也顯著降低了。研究數據暗示著,南非變種新冠毒株很有可能“二次感染”人,而當前基於刺突蛋白的疫苗可能對其無能為力,功效降低。

  論文一上線,就立刻引起了關注。美國福瑞德·哈金森癌症研究中心的知名病毒研究專家Trevor Bedford在推特上連續發佈十條推文討論這項研究結果。

  Bedford重新繪製了預印本中的數據,使數據效果看起來更加清晰。下圖中,每條線代表著來自一個康復患者的血清,左側藍點是血清里針對野生型新冠病毒的中和抗體滴度(y軸數據),右側藍點是血清里針對501Y.V2變異病毒的中和抗體滴度。注意滴度值為對數數據。

  很明顯,在研究採用的所有康復血清樣本里,針對501Y.V2變異株的中和效價都降低了。舉個直觀的例子,中和抗體的效價降低2倍,則意味著需要兩倍的康復血清來中和等量的病毒。

  下圖是44個樣本血清對501Y.V2變異株的中和效價的折減分佈圖。從圖中可以看到,相比於對野生型病毒株的中和抗體滴度,康復血清對501Y.V2變異株產生的抗體滴度平均降低了8倍。具體到每個樣本,有些樣本沒有降低,但有些降低幅度甚至高達64倍。

  這些降低倍數的具體數值有什麼意義呢?

  拿流感疫苗來說,如果因為流感病毒的變異,導致現有的流感疫苗對變異株的中和抗體的滴度降低8倍時,WHO就會建議製作新的流感疫苗。當然,新冠病毒與流感病毒不一樣,中和結果可能無法直接比較,但可以推測,是否需要更新新冠疫苗的界限也會在這個數值附近。換言之,新冠病毒的疫苗可能也要進行季節性更新。

  這可能意味著疫苗抗原需要作出一些改變,以適應變異株上的刺突蛋白的突變。從現有的數據看, mRNA疫苗是非常好的選擇,可以對抗原做出修改。一方面,它可以引起強烈的免疫反應;另一方面,初始中和效應高(mRNA疫苗的有效率高達95%),折減後的影響,總要好於初始中和效應低的疫苗(折減後效應更低了)。此外,抗原的單個突變通常對引起的多複製免疫反應的影響較小。因為mRNA疫苗能夠引起強免疫反應,除非對疫苗做很大幅度的改動,疫苗的功效應該不會顯著降低。

  這篇預覽文只是調研了中和抗體的滴度。我們目前還不知道中和抗體滴度和疫苗保護作用的直接相關性。換句話說,是不是中和抗體的效果減弱就一定意味著在人體的保護作用減弱?我們還沒法定論。

  目前,501Y.V2變異株仍然在很大程度上僅限於南非,但它(或其他變異株)可能會在未來幾個月內更廣泛地傳播。

  如果進一步研究證實了該預印本的研究結果,那麼基於季節性流感的數據,很可能到2021年秋季,我們就需要改動現有的疫苗設計,來適應新的變異株。

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