作者:贺梨萍 来源:澎湃新闻 发布时间:2020/12/22 17:28:35
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引发欧洲混乱的英国新冠变异毒株如何发现的?对疫苗意味什么

 

出现在英国的新冠病毒变异毒株B.1.1.7已在欧洲引发恐慌。截至12月22日,欧洲已有法国、比利时、荷兰、意大利、波兰、西班牙、土耳其、瑞士、希腊等十几个国家宣布对英国实行全方位的入境禁令。

针对该变异毒株,中国疾控中心副主任冯子健表示,从我国所获得的病毒序列来看,不管是输入人员、货物还是冷链产品等,从各种途径获得的病毒,都没有发现我国已有变异病毒输入。他同时表示,我们还会继续高度关注,密切监视病毒的活动情况。

据《科学》网站报道,最初引起英国方面警觉的时间是12月8日。当时,英国召开关于大流行性冠状病毒扩散的例行会议,科学家和公共卫生专家看到了一张令人震惊的图表。

伯明翰大学的微生物基因组学家尼克·洛曼(Nick Loman)说,位于英格兰东南部的肯特郡病例出现激增,该郡病毒序列的病毒系统进化树看上去也很奇怪。有一半的病例是由SARS-CoV-2的一个特定变体引起的,而且该变体只是位于系统进化树的分支上,而该分支是从其他部分中延伸出来的。洛曼称,其从未见过像这样的病毒系统进化树。

不到两周后,这一变异新冠毒株在英国和欧洲其他地方引发混乱。12月19日,英国首相鲍里斯·约翰逊宣布更严格的封锁新规,称这种名为B.1.1.7的新冠毒株似乎具有更强的传播能力。这一消息导致许多伦敦人在新规定生效之前离开首都,导致火车站拥挤。12月20日,荷兰、比利时和意大利等国宣布暂时停止从英国出发的客运航班。布鲁塞尔和英国首都之间的欧洲之星列车停止运行至少24小时。

科学家们正在努力研究B.1.1.7毒株是否真的更擅长人传人。如果其传播力更强,背后的原因又是什么?他们还想知道新冠B.1.1.7毒株的变异速度为何如此之快,该毒株一次获得了17个突变,这是前所未有的。英国爱丁堡大学分子进化生物学家安德鲁·兰巴特(Andrew Rambaut)表示其正尝试在实验室中鉴定出该毒株的一些突变特征。

B.1.1.7毒株是否会令疫苗失效?12月22日凌晨上海复旦大学附属华山医院感染科主任张文宏在其微博上回应了这一关切。他表示“在疫苗出来之前就发生对疫苗无效的变异可能性不大。”

张文宏解释称,没有自然选择就没有病毒进化。同样,没有疫苗的压力,也基本不能自然筛选出对疫苗无效的病毒变异株。目前疫苗会产生针对S蛋白许多区域的抗体,一个单一的突变(比如上个月出现的D614G突变,和这次出现的N501Y突变)降低疫苗的效力可能性不大。

目前关于新冠病毒(SARS-CoV-2)的基因组调查数据表明,病毒存在着大量的单核苷酸变异(SNVs)。今年早些时候,李兰娟院士团队的研究证明新冠病毒基因组中的突变具有影响病毒致病性的功能潜力。李兰娟团队提示:疫苗和药物的开发需要考虑到这些累积突变,尤其是始祖突变的影响,以避免潜在的缺陷。

前述研究发表于4月19日,来自浙江大学的研究团队报告了11例新冠患者来源的病毒分离株的功能特征,它们都至少有一个突变。重要的是,当感染Vero-E6细胞时,这些病毒分离株在细胞病变效应和病毒载量方面表现出显著差异,差异高达270倍。

全球研究人员正密切监测SARS-CoV-2的实时进化,人类如此密切实时关注一个病毒,这在历史上是前所未有的。

到目前为止,新冠病毒已经以每月大约1到2个位点的速度变异。这意味着今天测序的许多新冠病毒基因组与一月份在最早测序的病毒基因组相差约20个位点,但许多变异较小的变体也正在流行。洛曼说:“由于我们对基因组的监视非常密集,因此几乎可以看到每个变异的过程。”

为何科学家从未见过这种病毒一次能获得十几个位点的变异?他们认为这是在某个患者长期感染期间发生的,该感染使SARS-CoV-2经历了长时间的快速进化,多个变异体在其体内争夺优势。

兰巴特说,需要关注的一个原因是,在这17个位点中,有8个突变位点位于病毒的刺突蛋白,其中两个特别令人担忧。一种名为N501Y的蛋白先前已被证明可以增与人类ACE2受体(病毒进入人体细胞的入口)的结合程度。另一种命名为69-70del,导致刺突蛋白中两个氨基酸丢失,目前在一些免疫功能低下的患者中发现了这种逃避免疫反应的病毒。

B.1.1.7比英国的其他新冠变体传播得更快,这一现象能被发现是一种幸运的巧合。因为英国广泛使用的一种称为TaqPath的PCR测试,通常可检测一个病毒的三个基因片段。而带有69-70del突变的新冠病毒会导致编码刺突基因的基因产生负信号。英国每天要进行数十万次这样低成本的PCR测试,可以帮助研究者跟踪到B.1.1.7毒株。

在12月19日的新闻发布会上,英国政府首席科学顾问帕特里克·瓦伦斯说,B.1.1.7新冠毒株首次出现于9月20日分离出的病毒中,占11月中旬病例的26%。他说:从12月9日开始的一周,这些数字要高得多。在伦敦,这一变异毒株则占了60%。鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)补充说,大量的突变可能使B.1.1.7毒株的传播能力提高了70%。

柏林Charité大学医院的病毒学家Christian Drosten说,说传播力大增还为时过早,因为还有太多的未知。一方面,B.1.1.7的迅速传播可能是偶然的。科学家此前曾担心,从西班牙迅速传播到欧洲其他地区的病毒变种(B.1.177,编注:不是B.1.1.7)可能更容易传播,但今天看来事实并非如此。因为西班牙度是旅游胜地,去西班牙度假的旅行者们将这一毒株携带到了整个欧洲。乔治敦大学的病毒学家Angela Rasmussen说,B.1.1.7可能是类似的情况。Drosten称,新的突变体还携带另一个病毒基因ORF8的缺失,以前的研究表明,这反倒可能会降低病毒的传播能力。

但来自南非的情况令人担忧。南非科学家在病例激增的三个省份对新冠病毒基因组进行了测序:东开普省,西开普省和夸祖鲁纳塔尔省。他们确定这一病毒与英国B.1.1.7变种不同,但其在刺突基因中也有N501Y突变。夸祖鲁纳塔尔大学的病毒学家说,他们发现这一变种的传播似乎要快得多。该研究首先使英国科学家意识到了N501Y的重要性。

另一个担心是B.1.1.7可能导致更严重的疾病。非洲疾病控制与预防中心主任约翰·恩肯加松说,南非的新冠变异体可能对年轻人和其他健康人群也有影响。

巴塞尔大学的病毒学家艾玛·霍德克罗夫特(Emma Hodcroft)则给出了相反的意见,她说来自西班牙的B.1.177毒株仍然给人们提供了警示性的教训。英国科学家最初认为它的死亡率要高出50%,但其实死亡率根本没飙升这么多,她表示“早期的数据纯粹是混乱的,有偏差的”。

不过就出现了N501Y突变的新冠毒株而言,其确实可能让更多的年轻人生病,因为有更多的人被感染。最近在南非举行的一些考试后庆祝活动已经变成了新冠病毒传播的温床。Drosten说,要证明变异后的新冠病毒传播力或致病能力相比之前版本的有变化,得在细胞培养和动物实验中研究。

要从实验室获得确定的答案,可能需要几个月的时间,但是剑桥大学的病毒学家Ravindra Gupta开始研究了。研究人员通过对感染了几个月并接受恢复期血浆治疗的一名患者进行取样,他们发现其体内的新冠病毒具有69-70del突变,以及另一个名为D796H的突变,不过该患者已死亡。在实验室中,Gupta的研究小组发现,带有两个突变的病毒比野生型病毒更不易受到来自多个供体的恢复性血浆的影响。Gupta在本月出版的预印本中写道,这表明它可以规避针对野生型病毒的抗体。他还设计了一种慢病毒来表达刺突蛋白的突变版本,并发现仅通过删除即可使该病毒的感染力提高一倍。他现在正在对携带缺失和N501Y突变的病毒进行类似的实验。Gupta说,最初的研究结果应该要到圣诞节之后了。

霍德克罗夫特说,其他国家对英国实施航班禁令“非常极端”。但确实使各国有时间考虑采取措施应对来自英国的旅客,她表示:“我希望欧洲大多数国家能好好考虑这一点。”

值得注意的是,科学家们认为B.1.1.7可能已经广泛传播了。荷兰卫生部长雨果·德·琼格(Hugo de Jonge)在12月20日给国会的一封信中写道,荷兰研究人员在12月初从一名患者身上采集的样本中已经发现了这一毒株。他们将尝试找出患者是如何感染的,以及是否有相关病例。哈佛大学的流行病学家威廉·汉纳格(William Hanage)说,其他国家也可能也有这种病毒。英国可能只是首先鉴别出了,因为该国拥有世界上最复杂的SARS-CoV-2基因组监测系统,这是许多国家所没有的。

导致B.1.1.7的进化过程也可能发生在其他地方。Scripps Research传染病研究人员Kristian Andersen说,随着疫苗的推出,对病毒的选择性压力将会改变,这意味着可以选择有助于病毒壮大的变异体。Andersen说,未来几个月重要的任务是持续监测。Andersen说,“使B.1.1.7出现的条件也可能在世界其他地方发生。”

 
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