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新冠病毒兩年時

2022-03-29 02:19編譯莫莊非
世界科學 2022年3期
關鍵詞:奧密克變體毒株

編譯 莫莊非

2019年12月31日,中國向世界衛生組織(WHO)通報了出現在武漢市的44例原因不明的“病毒性肺炎”病例。兩年后的現在,名為“SARS-CoV-2”的新冠病毒已經導致全球至少540萬人喪生,而迅速蔓延的強大變體奧密克戎(Omicron)似乎要掀起新一輪的全面攻勢。2022年1月,著名科學媒體《新科學家》(NewScientist)發表文章,回顧了新冠大流行期間,科學界所做的重大貢獻,也介紹了我們目前對新冠病毒的了解程度,以及應對它的方式。

新冠病毒是如何傳播的?

早在2020年1月,科學家就開始爭分奪秒地研究病毒的性質及其傳播方式。1月3日,復旦大學張永振教授收到一盒來自武漢的包裹,里面裝著當時仍未知的神秘肺炎感染者的拭子。接下來的48小時里,張永振團隊不間斷工作,終于在1月5日檢測出一種新型冠狀病毒,并通過高通量測序得到了它的全基因組序列;同一天,張永振將基因組數據發送給了美國國家生物技術信息中心(NCBI)。這項“短平快”的工作不得不令人贊嘆——要知道在2003年,研究人員花了兩個月的時間才確定SARS病毒的身份。

隨后人們很快就了解到SARS-CoV-2極易傳播并可能導致嚴重疾病,尤其是在老年人群或有潛在健康問題的人群當中。到2020年2月底,新冠死亡人數已超過SARS病毒和2012年的MERS病毒造成的死亡人數。

2020年3月11日,WHO宣布新冠肺炎具有大流行特征。在當時來說,如何最大程度地減少傳播是擺在我們面前的首要問題。但專家之間存在很多分歧。

最初,關注焦點落在表面傳播上——新冠感染者污染了物體表面,隨后其他人因觸摸這些表面而遭遇病毒。醫院的拭子發現SARS-CoV-2無處不在,聽診器上有病毒,老花鏡上也有病毒,洗手液銷量因此飆升……一些研究者強調了新冠的飛沫傳播方式:感染者咳嗽或打噴嚏時,搭乘著飛沫的病毒就可能向他附近的人傳播;大飛沫很重,會于幾秒鐘內完成下落運動,其飛行距離通常不會超過2米,因此SARS-CoV-2的傳播范圍有限。

政府大力開展宣傳,推行相關措施,要求民眾保持社交距離和佩戴口罩,以幫助減緩病毒傳播。不過在相當長一段時間內,口罩的有效性并未得到確鑿有力的科學證據的支撐,很多人甚至對口罩令表示質疑。(WHO最初只將口罩推薦給了??人缘娜嘶蛘疹機OVID-19患者的人。)當然,現在我們知道所有口罩(口鼻遮蓋物)都能一定程度降低感染和傳播病毒的風險。

對表面傳播和飛沫傳播的關注過后,是圍繞氣溶膠的探討。這些微小的顆粒懸浮于空氣,傳播范圍超過2米,但許多研究人員起初忽視了SARS-CoV-2的氣溶膠傳播途徑。2020年3月27日,WHO召開新聞發布會表示:“新冠病毒通過飛沫傳播,無法通過空氣傳播?!?/p>

出現這種認識誤區的很大一部分原因在于我們通常認為呼吸系統疾病,如肺結核和流感,主要通過飛沫傳播。用牛津大學教授特麗莎·格林哈爾(Trisha Greenhalgh)的話說,“咳嗽和打噴嚏傳播疾病的認知在傳染病學界根深蒂固”。但最近的研究顛覆了傳統觀念,結核病和流感其實都是可以通過氣溶膠傳播的。

大眾對于新冠病毒傳播途徑的認知在2020年7月開始轉變,當時來自32個國家的239名科學家發表了新冠病毒通過空氣傳播的證據,呼吁WHO等機構更新疫情指南。然而,直到2021年5月,WHO和美國疾控中心(CDC)才改口稱“氣溶膠是病毒傳播的主要途徑”——1~2米范圍的近距離接觸以及通風不好或擁擠的室內環境,都很可能成為SARS-CoV-2蔓延的媒介。

之后的其他研究顯示,表面傳播很可能是新冠病毒傳播的方式之一,但并非主要途徑。良好的通風現在被視為一項重要的防疫措施。

基于上述種種,一些科學家敦促大眾改變對抗呼吸道感染的方式。2021年5月,《科學》(Science)雜志發表了一篇社論,30多位科學家和醫生在文中指出:我們處理不同感染源的方式存在巨大差異;盡管政府長期以來一直在食品安全、衛生和清潔飲用水方面進行投入,但通過改變法規、標準和建筑設計來減少空氣傳播的做法缺乏足夠的針對性。

病毒是如何進化的?

冠狀病毒一旦開始傳播,也就開始了變異,產生各具特點的新毒株。WHO總干事譚德塞(Tedros Adhanom Ghebreyesus)在2021年12月的新聞發布會上表示:“我們沒必要因奧密克戎而倍感驚訝,病毒就是這樣生存的。只要我們允許它繼續傳播,它就會繼續這么變異?!?/p>

病毒的每次復制都是它變異的機會。某些突變可令其更自如地穿梭于人群。第一個廣泛傳播的變異毒株是首現于英國的阿爾法變體(Alpha),研究人員在2020年9月完成了對它的測序工作。相較更早期的變種,阿爾法的傳播能力提高了大約50%。研究顯示它可能是在免疫系統較弱的感染者身上進化而來的——免疫更弱的宿主意味病毒所處環境更友好,利于它變異。

接下來是貝塔變體(Beta),最早于南非發現,并在2020年10月被首次測序。貝塔變體的一種關鍵蛋白形狀發生了改變,因此它能躲避對其他毒株有效的抗體。最近的研究表明貝塔毒株傳播速度很快,原因在于它躲避宿主免疫的能力比更早期的毒株高了20%。

2020年下半年,伽馬變體(Gamma)在巴西馬瑙斯掀起一輪病例激增的風暴。據估計,馬瑙斯有75%的人口都感染了SARS-CoV-2。伽馬的刺突蛋白更容易與宿主細胞結合,因此傳染性更強。(刺突蛋白負責識別和結合宿主細胞,是人體免疫反應的主要目標。)另一處突變則促使它更好躲避抗體。

不久后,德爾塔(Delta)席卷全球。該毒株首次在印度出現,并隨即大規模蔓延,研究人員于2020年10月對其進行測序。2021年的德爾塔顯示出了至少高阿爾法50%、超過當時所有其他變體的強大傳播性,成為世界上最常見的變體。疫苗仍然有效,但其對德爾塔感染的預防能力相較于針對阿爾法的,有15%左右的差距。

奧密克戎于2021年11月出現,研究者在其刺突蛋白處發現了迄今為止最多的突變數。奧密克戎在南非迅速傳播,該國大部分人都曾感染病毒,但只有約25%的人完全接種過疫苗。

截至2021年12月18日,共有89個國家檢測到奧密克戎的存在。它的傳播速度似乎比其同類快得多。2021年12月的一項研究顯示,奧密克戎在其早期階段的傳播能力是德爾塔的4.2倍;另有證據表明它在人體呼吸道內的繁殖效率是其他毒株的70倍。另一方面,奧密克戎還展現出免疫逃逸的能力,對于康復者或疫苗接種者仍具足夠威脅。輝瑞公司的實驗室研究表明,他們聯合BioNTech共同開發的三劑疫苗可有效抵御奧密克戎感染,而兩劑疫苗則顯得威力不足。

鑒于兩劑疫苗仍不足以預防奧密克戎,英國于2021年12月選擇向所有成年公民開放第三針加強針接種。之后,英國的感染人數創下歷史新高,但也有一些好消息傳來:針對英格蘭方面數據的初步分析表明,因感染奧密克戎而就診治療的可能性降低了很多(降幅大概在20%~70%之間)。而在那些尚未感染新冠或未接種疫苗的人群中,因奧密克戎而住院的概率比因德爾塔住院的低了11%。當然,這些情況在超級變體蔓延肆虐的局面下并無逆轉狂瀾之勢,全世界的醫療系統都在為住院人數激增做準備。

疫苗多有用?

大流行期間的重大成功故事少不了一日千里的疫苗研制工作——之所以研發得快,原因在于研究人員基于此前對SARS和MERS的多年研究,能更輕松準確地解析新冠病毒,鎖定疫苗靶點,與此同時他們也恰逢mRNA疫苗技術發展成熟。

傳統疫苗往往含有弱化或滅活的病毒,接種者的免疫系統會記住它們,等到下次遭遇相同病毒時開啟防御。輝瑞/BioNTech和Moderna的新型疫苗引入了一種mRNA序列,后者指揮人體細胞制造新冠病毒刺突蛋白的無害部分,繼而引發免疫反應,留下免疫記憶。相較傳統疫苗,mRNA疫苗開發速度更快、成本更低。

大量資金被投入到疫苗試驗中,不因疫苗種類不同而厚此薄彼。正因如此,各項研究得以齊頭并進,各個制造商得以資金充沛,擁有足夠的生產能力。

目前共有23款COVID-19疫苗被投入使用,另有約135款處于人體試驗的不同階段。部分疫苗出現了安全性問題,例如牛津大學-阿斯利康聯合推出的腺病毒載體疫苗似乎帶來了血栓風險,這也導致一些國家限制使用此產品。

無論如何,疫苗計劃在高收入國家成效顯著,以至于牛津-阿斯利康疫苗研發小組負責人安德魯·波拉德(Andrew Pollard)將新冠肺炎稱作“未接種疫苗者的疾病”。波拉德于2021年11月接受《衛報》(TheGuardian)采訪時表示,現在英國各地ICU里的重癥COVID-19患者主要是那些未接種疫苗的人。

科學家也一直跟蹤關注奧密克戎對住院率和死亡率的影響。好消息是,如果它或任何其他變體破壞了現階段的疫苗計劃,科學家拿得出后備方案。輝瑞公司首席執行官阿爾伯特·布爾拉(Albert Bourla)表示,他們能在百日內研制出新版本疫苗;另有研發團隊正嘗試打造變體特異性疫苗,以及針對多種變體都有效的疫苗。

我們已經有了哪些治療方法?

疫苗并非我們對抗病毒的唯一工具。包括地塞米松在內的類固醇是第一類被證明能挽救COVID-19患者生命的藥物,從大流行開始就被醫務人員使用。醫生推測,類固醇通過防止免疫系統超速運轉并損害器官來減輕重癥的影響——推測很快得到了事實驗證。在WHO的協調組織下,12個國家合作開展了7項臨床試驗,最后證明了類固醇的效用。

另一方面,美國食品藥品管理局(FDA)已緊急批準3種單克隆抗體。這些由單一B細胞克隆產生、高度均一的抗體可附著于刺突蛋白,使新冠病毒更難進入人體細胞。

單克隆抗體所能發揮的作用值得期許。在對COVID-19患者的治療方面,它減少了住院治療者的數量。(住院感染者發展為重癥的風險是相當大的。)在預防感染方面,它減少了感染者家庭內的病毒傳播。不過最近的數據顯示,一些單克隆抗體藥物可能對奧密克戎無效。

單克隆抗體價格高昂,且很難在醫院外獲得。鑒于此,可居家口服的抗病毒藥物成為更實用的選擇。輝瑞公司生產的一款名為帕羅韋德(Paxlovid)的口服藥已得到相當喜人的結果:如果重癥高風險的成年患者能在出現癥狀后持續服用Paxlovid超過5天,這個群體的住院率可降低89%。此外,Paxlovid似乎對奧密克戎也頗有效果。2021年12月22日,新藥獲得了FDA的緊急批準。拜登政府則訂購了1 000萬個療程的Paxlovid。

來自默沙東公司的另一款抗病毒藥物莫那比拉韋(Molnupiravir)可將輕度至中度COVID-19患者的住院或死亡風險降低約30%。英國于2021年11月批準了該藥物。

其他治療方法尚處人體試驗中。例如,物美價廉的口服抗抑郁藥氟伏沙明(Fluvoxamine)有望躋身抗COVID-19藥的行列,而現階段已有充足證據表明,它能防止輕癥患者發展為重癥。

資料來源NewScientist

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