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?，F(xiàn)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(xiàn)有疫苗對英國變異株有效，具體到人體內還有待觀察。但本周一篇關于南非變異株的預印本論文帶來了令人dan的消息，并迅速引起了科學家的關注。
撰文 | Idobon、史雋
2020年的最后一天，世界衛(wèi)生組織WHO公布的病毒暴發(fā)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月下旬起就已經席卷全球，成為歐美流行的新冠病毒的主流毒株。而2020年6月出現(xiàn)的新冠病毒經由水貂回傳給人類的情況，感染病例較少，9月后未再在人類身上發(fā)現(xiàn)。
最新發(fā)現(xiàn)的新冠病毒變異株來源于巴西亞馬孫州采到的病毒樣本，2021年1月14日，研究人員發(fā)現(xiàn)了包括刺突蛋白在內的多處變異，將之命名為P.1變異株。隨后，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，媒體報道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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)的病毒高出70%，并對倫敦等地區(qū)實行新的第四級嚴控防疫措施。全球40多個國家及地區(qū)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(fā)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制中心快速風險評估（ECDC Rapid Risk Assessment）2020年12月29日的報導，501Y.V2毒株最早出現(xiàn)于2020年8月初，到11月初，已成為南非主要病毒株，后來在英國及其他國家也陸續(xù)出現(xiàn)。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(fā)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(xiàn)的新冠變異毒株501Y.V2能顯著逃避三類相關單克隆抗體的攻擊。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，而當前基于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·哈金森癌癥研究中心的知名病毒研究專家Trevor Bedford在推特上連續(xù)發(fā)布十條推文討論這項研究結果。
Bedford重新繪制了預印本中的數據，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，在研究采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布圖。從圖中可以看到，相比于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么意義呢？
拿流感疫苗來說，如果因為流感病毒的變異，導致現(xiàn)有的流感疫苗對變異株的中和抗體的滴度降低8倍時，WHO就會建議制作新的流感疫苗。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(jié)性更新。#p#分頁標題#e#
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(xiàn)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%），折減后的影響，總要好于初始中和效應低的疫苗（折減后效應更低了）。此外，抗原的單個突變通常對引起的多克隆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于南非，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，那么基于季節(jié)性流感的數據，很可能到2021年秋季，我們就需要改動現(xiàn)有的疫苗設計，來適應新的變異株。