最新-新浪科技科学探索 ( ) • 2022-01-20 10:38

  来源:livescience

  撰文:Nicoletta Lanese

  翻译:任天

  研究显示,奥密克戎不会是最后一个新冠病毒变异株,我们可能会在2022年迎来下一个令人担忧的新变种。

奥密克戎起源于与德尔塔病毒株不同的谱系,尽管后者在当时占主导地位;下一个变异株的起源可能也会与此类似  奥密克戎起源于与德尔塔病毒株不同的谱系,尽管后者在当时占主导地位;下一个变异株的起源可能也会与此类似

  新的一年刚刚开始,奥密克戎变异株就来势汹汹,在世界多个国家掀起了新一波疫情。这是否会成为新冠病毒的最后一个变异株?有研究者表示,如果今年再出现新的变异株的话,他们不会感到惊讶,但对于新变异株的蔓延速度,它们如何躲避人体的免疫系统,以及是否会导致比之前病毒株更严重的症状等问题,目前还难以做出预测。

  奥密克戎变异株比德尔塔变异株更加麻烦,因为它具有高度的传染性,同时可以避开接种过疫苗和之前感染过的人的免疫防御机制,奥密克戎的这一特性使其能感染部分不易感染德尔塔病毒的人群。为了与奥密克戎竞争,未来可能出现的新变异株将要在传播性和免疫逃避性方面取得类似的优势。

  没有理由相信这种病毒已经没有遗传上的生存空间了,预计我们将会看到更多的变异株,也将会看到类似的波浪式疫情。换句话说,新的变异株又将带来感染率的激增。

  不过,尽管下一个新冠病毒变异株可能极易传播并能有效避开免疫系统,但它的其他特征,如毒力(病毒引起的疾病严重程度)等,将会如何变化,目前仍是大大的未知数。

即使疫苗只能提供对未来变异株的部分防御,就如奥密克戎那样,但仍然可以减少人们感染和传播病毒的机会  即使疫苗只能提供对未来变异株的部分防御,就如奥密克戎那样,但仍然可以减少人们感染和传播病毒的机会

  下一种高关注病毒株会是什么样的?

  考虑到目前全球新冠病毒感染的速度,以及该病毒的突变率,可以预测,新的变异株即将出现。正如我们在过去两年的新冠疫情中所了解到的情况,并不是每一个新变异株都具有足够的竞争力。

  未来的变异株可能会通过若干路径来获得竞争优势。理论上,其中某种潜在的演化路径可能会导致一种比奥密克戎更具传染性的病毒,但导致的症状却没有那么严重。

  病毒需要传播并进入新的宿主。最成功的病毒是通过不引起症状的快速传播来做到这一点的,由于被感染的宿主可以很容易地移动,并将病毒传递给其他宿主,因此对于病毒而言,在传播之前杀死宿主是不利的。

  据媒体此前的报道,奥密克戎可能比之前的变异株更不易导致重症。在某种程度上,这可能是因为该病毒株更容易影响上呼吸道,而非像其他变异株那样主要影响肺部——这也可能导致其更容易传播。如果确实如此,可以认为随着新冠病毒在宿主之间传播能力的增强,它也演化得不那么致命了。

  但不能保证下一种高关注变异株也会做出类似的“权衡”,提供选择优势的突变集合也可能诱发更严重的症状。

  例如,使病毒能以难以置信的速度复制,或者逃避阻止病毒进入细胞的抗体束缚的突变,也可能使其更容易引发严重感染,德尔塔病毒株就表现出了这样的特征组合,因为它比之前所有的新冠病毒变异株都更容易传播,同时与阿尔法病毒株相比,未接种疫苗的感染者住院的风险仍增加了一倍。艾滋病毒和埃博拉病毒是病毒性疾病的典型例子,尽管存在了几十年,但它们的严重程度并没有减轻;在被消灭之前,天花病毒也是如此。

  所谓病毒毒力可能会随时间推移而减弱的观点“作为假说而言,当然不能说不合理”,但认为最终的结果并不确定。通常情况下,当病毒复制并携带突变时,其基因组内的单个突变会相互作用,产生意想不到的特征。这种现象被称为“异位(上位)显性”(epistasis),使得未来变异株的演化和行为难以预测。

  大大的未知数

  一般而言,新冠病毒的演化存在生理和基因上的限制。据《自然》(Nature)杂志的报道,其中一些限制因素阻止了新冠病毒传染性的无限增强,因此,科学家预计该病毒的传播能力最终将趋于平稳并停止上升。

  在物理层面上,病毒必须在稳定和不稳定之间游走,这种保持平衡的方式限制了它们的传播能力。我们可以将病毒视为一个装满遗传物质的微小盒子,这个盒子必须足够坚固,以保证遗传物质在内部和外部世界的安全。如果要感染细胞,盒子就必须打开,让病毒的遗传物质流出并进入细胞。如果过于稳定,病毒就不能有效地打开并感染细胞;但如果太不稳定,我们一打喷嚏就能使病毒裂开的话,它就不会存活很长时间。

  因此,在基因层面上,新冠病毒只有在积累一定数量的突变之后,才会开始失去功能。例如,新冠病毒需要用刺突蛋白紧密贴合人体细胞上的受体来触发感染,而刺突蛋白的突变可以帮助它躲避对付以往变异株的抗体;奥密克戎的基因组中携带了大约30个与刺突蛋白有关的突变,其中一些能帮助它有效躲避免疫系统的阻击。不过,刺突蛋白所能容纳的突变数量可能是有限的,达到极限之后,病毒进入人类细胞的能力也会开始减弱。

  从这个角度来说,新冠病毒可能仍有一些遗传上的回旋余地。根据2021年12月2日发表在《科学》(Science)杂志上的一项最新研究,新冠病毒可能有潜力产生大量躲避抗体的突变,同时仍然保持进入人类细胞的能力。该论文的资深研究作者乔纳森·亚伯拉罕博士说:“我们在SARS-CoV-2刺突蛋白中看到了巨大的结构灵活性,这表明奥密克戎不太可能是这种病毒的结局。”

  其他未知因素也使得新冠病毒的未来发展难以预测。一个很大的问题是,下一个令人担忧的新变异株将从何而来?新的病毒株很可能不会由奥密克戎演化而来。奥密克戎起源于与德尔塔病毒株不同的谱系,尽管后者在当时占主导地位;下一个变异株的起源可能也会与此类似。

  此外,新冠病毒的动物宿主也是一个未知的因素。据《自然》杂志报道,新冠病毒可以感染多种动物,包括水貂、雪貂、猫、白尾鹿和各种灵长类动物。这不禁让人担忧,当新冠病毒在动物之间传播时,也很可能发生突变,使其对人类更具传染性或致命性,或者削弱新冠疫苗的效力。

  这种情况的发生,要求新冠病毒在感染动物后又重新传给人类,但有时候,病毒可能会发生较大的突变,以至于它无法再次感染人类,新冠病毒在其他宿主体内的遗传轨迹可能非常不一样。

  据此前的报道称,在新冠疫情大流行初期,有水貂养殖场报告了从动物向人类传播的病例,其他物种也有可能将新冠病毒传染给人类,基于这一原因,科学家们应该继续跟踪新冠病毒在人类和动物中的传播,因为许多动物也是该病毒的宿主,未来肯定会成为不可忽视的问题。

  如何降低新变异株的风险?

  那么,我们能做些什么,来降低新变异株出现的风险呢?我们需要减少……病毒复制的空间。要做到这一点,就要给人们接种疫苗,截至1月10日,全球约有46.7亿人至少接种了一剂新冠疫苗,但还有近40%的全球人口完全没有接种疫苗。

  即使疫苗只能提供对未来变异株的部分防御,就如奥密克戎那样,但仍然可以减少人们感染和传播病毒的机会。更重要的是,接种疫苗人数的增加能够有效预防重症病例,从而缓解卫生保健系统的压力。但疫苗接种最好与其他措施结合使用,如戴口罩、保持社交距离和常规检测等。

  1月3日发布在预印本数据库medRxiv上的一项研究指出,有早期证据显示,尽管奥密克戎能够避开一些疫苗诱导的抗体,但疫苗引发的其他免疫防御仍然可以阻止重症。这项尚未经过同行评议的研究指出,疫苗能够诱导辅助性T细胞(感知到新冠病毒后会加快身体的免疫反应)和杀伤性T细胞(能杀死受感染的细胞)产生“持久的反应”。该研究发现,这些T细胞对德尔塔和奥密克戎都表现出交叉反应性,意即它们可以识别并针对这两种病毒株进行杀伤。类似地,这些T细胞也可以防御未来潜在的变异株。

  从广义上讲,随着越来越多的人感染和/或接种疫苗,特别是多次接种,他们将建立更高水平的免疫力,有可能对抗不同的变异株,随着人群和世界各地总体免疫水平的提高,新冠病毒的总体演化趋势可能会下降,大流行将变成地方性的疫情。

  这或许将是新冠疫情大流行可能的结束方式,但在那之前,我们将不得不面对各种新变异株引发的担忧。