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新冠病毒为何会发生变异?我们如何应对?

 医学abeycd 2021-02-14

在新冠大流行一年后,人们越发关注病毒变异的话题。在世界各地,已出现许多种新冠变体。研究显示,变异新冠病毒的传播速度更快、更具传染性,同时也引发了科学界对疫苗有效性的担忧。英国广播公司(bbc)20日报道称,科学家们已经聚焦新的研究方向:新冠病毒是如何发生突变的,人类又将如何战胜不断进化的病毒。

如何发现变体?

早在去年12月初,英国科学家们就发现了变异病毒。这种新冠病毒变体被命名为b117。到1月中旬,该变体已传播至全球50多个国家。变体最初是如何被发现的?

英国剑桥艾登布鲁克斯医院曾用101天时间对一位老年男性新冠患者进行血浆治疗和追踪。在对这名患者采集的23次拭子样本进行分析后有了惊人发现,其体内新冠病毒的基因物质在不断演变。

“在此期间我们发现病毒发生了显著变化,”参与这项研究的剑桥大学传染病学医生、微生物学家拉文达·古普塔(ravinda gupta)说,突变过程似乎在暗示,新冠病毒正在适应如何逃避血浆治疗中的抗体。

众所周知,冠状病毒之所以被如此命名,是因为它的外部被很多个形似王冠的刺突包围,这些刺突主要帮助病毒识别可感染的细胞,并渗透进入这些细胞。古普塔和他的同事们发现,在突变过程中,病毒的刺突蛋白中删除了两种氨基酸——h69和v70。研究团队在通过使用人工病毒进行实验后发现,缺失h69/v70的变体将使病毒传染性提升两倍。

为何发生变异?

科学研究指出,随着病毒在人际间传播,无时无刻不在发生细微的进化和突变,目前在全球范围内已出现许多种新冠变体。

“突变在很大程度上似乎和免疫逃逸或免疫识别有关。”美国亚利桑那大学生物学博士布兰登·拉森(brendan larsen)表示,对于大多数病毒和致病细菌,疗法和疫苗的出现“培养”了病毒的逃逸能力,从而帮助病毒继续传播。

亚利桑那大学的一项研究发现,当地也出现了一种刺突蛋白中h69/v70缺失的变体,尽管这种变体在当地的传播率较低,但有迹象显示,这种突变行为正在全球范围内独立、反复出现。

科学家们认为,在不同的新冠变体中,会反复出现相同或相似的突变行为,这说明当病毒在数百万人中传播后,病毒在进化的过程中会面临挑战,由此迫使病毒做出某种改变。

拉森指出,如果只是单一某种突变行为,它的影响力是很有限的,但如果这些不同的突变放在一起,就会给人体免疫系统造成很大难题,免疫系统将很难识别这些病毒。

前段时间英格兰地区新冠病例激增,在对这些检测样本分析后发现,样本中存在变异病毒,同样是h69/v70缺失。而且,变体中的部分物质对检测失效,目前主要采用的聚合酶链式反应(pcr)检测可能无法识别出这种变异病毒。

专家表示,这有可能导致更多患者二次感染;同时疫苗也可能无效,即便是少量的免疫逃逸也可能导致实现群体免疫的难度加大。

此外,不同的病毒变体具有不同的特性。例如在澳大利亚发现的一种名为s477n的变体,研究显示其似乎可以增加病毒附着在人类细胞上的能力。

在美国伊利诺伊州,科学家们近期识别出另一种新冠变体,被称为20c-us,其中有一些突变导致病毒在人体细胞内的自我复制能力改变。研究认为,20c-us变体自去年6月开始就在美国迅速传播,并且预计它将很快成为在美传播的新冠病毒的主要变体。

还有一些突变是伴随发生的。加拿大曼尼托巴大学的一项研究识别出两种新冠变体,分别是v1176f和d614g。与早期新冠病毒相比,这两种变体与“高致死率”相关。

如何应对?

目前,学界正在研究如何在未来应对这些不断变异的病毒。

不少专家认为,药企应当更新疫苗,尤其是针对那些刺突蛋白上存在变异的新冠病毒。但一大问题在于,目前研究发现的变体是否能为病毒的继续进化提供线索?简单来说就是,科学研究的步伐能否跟上病毒变异的速度?

“我们正在和病毒竞赛,就像我们应对流感一样,”亚利桑那大学病毒进化生物学家迈克尔·伍罗贝(michael worobey)说。

伍罗贝表示,流感疫苗每年都需要更新,因为流感病毒是会变异的,可以自己适应如何逃避人体免疫。如果新冠病毒也存在相似的能力,这就意味着我们需要采取相同战术,也就是定期更新疫苗。

目前,一组中国科学家正在进行一项测试,研究发现有几种变体可能对抗体产生抵抗力。学界认为,这一研究可能给未来疫苗研发带来启示。

负责南非新冠变体研究的开普敦大学病毒学教授卡罗琳·威廉姆森(carolyn williamson)表示,突变是病毒在进化中的一种选择性过程,不同变体在世界不同地区进行不同的选择过程,那些更具优势的突变将使病毒更快传播。

威廉姆森指出,人类对新冠病毒变体还有很多未知,比较关键的一点在于对病毒的基因序列进行检测。英国之所以能第一时间识别出b117变体,就是因为其世界领先的检测技术。“如果一个国家出现新变体,但是又缺少基因序列检测技术,那将是真正的问题。”

也有一些专家不那么乐观。他们认为,在未来几个月内,新冠病毒仍将不断变异,而病毒基因数据库似乎无法阻止一些悲剧的发生。至今,全球已有超过200万人死于新冠。

病毒不断发生变化的原因

  病毒之所以会变化,是因为病毒也需要适应环境,以维持自身生存,这是一种常见的自然现象。病毒是没有细胞结构的,极易遭受外界环境和寄生宿主环境的影响,从而造成基因突变,发生变异。

  对于新冠病毒来说,它是一种单链RNA病毒,没有DNA病毒的“校正机制”,就非常容易在复制过程中发生变异。

  新冠突变后更具传染性如何?

  生活中,人们往往会“谈基因变异而色变”,但有科学家认为没必要过于恐慌。

  一项由伦敦大学学院领导的发表在预印本bioRxiv上的研究显示,无证据表明新冠病毒突变更具传染性。相反,研究者发现一些常见的突变是中性的。另外,研究者还大多数常见的突变似乎是由人类免疫系统引起的,而不是病毒适应其新的人类宿主的结果。

  第一作者Lucy van Dorp博士(伦敦大学学院的遗传学研究所)表示:“只能预料,随着病毒在人类中越来越普遍,病毒会发生变异并最终分化为不同的谱系,但这并不一定意味着会出现更易传播或有害的谱系。”

  尽管如此,我们也不能完全掉以轻心。

  俄罗斯联邦消费者权益保护和公益监督局局长在接受卫星通讯社采访时表示,新冠病毒不具有高变异性,但是仍然很难评估已发生的数十次突变对感染人类及引发重症和非重症疾病能力的影响。

  另外,一些特殊变异可能会造成新冠病毒本身性质的变化——这类型变异可能造成其传播能力、致病能力发生变化,对于疫情的防控有较大的影响。

  病毒突变,意味着什么?

  首先,如果新冠病毒不断发生突变,就会给新冠疫苗的研发带来各种挑战。相反,如果病毒相对稳定,对疫苗更新的速度需求或许就没那么高。

  另外,病毒一旦产生其他亚型,曾经感染康复的患者就面临再次感染的可能。这无疑会使新冠疫情的防控变得更为复杂。

  因此,对于新冠病毒,我们应做好“打持久战”的准备,病毒不断变异,人类也会逐渐强大,但前提是做好科学的防护准备。

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