◎ 科技日報記者 陳超
近日，世界各地不斷出現有關新冠病毒變異的報道，使得病毒變異成了人們關注的焦點。在英國、南非、巴西、丹麥、荷蘭、美國、澳大利亞、加拿大、意大利、冰島、日本、中國等幾十個國家都相繼發現了新冠病毒變異株所引發的感染傳播。
圖源：新華社
這些新出現的新冠病毒變異株是否會影響病毒的傳播？是否會導致感染後的病情加重？是否會影響疫苗的效力、導致阻礙抗疫進程？
帶着這些疑問，科技日報記者採訪了日本國立長崎大學藥學部病毒學專家北里海雄。
什麼是病毒變異？越變越厲害嗎？
北里介紹，地球上生命的遺傳信息是由叫核酸的物質所傳載。核酸主要分成兩大種，一種是DNA(脱氧核糖核酸)，一種是RNA（核糖核酸）。
病毒是一種只有靠感染侵入生物的細胞，利用被感染的細胞裏的原材料，複製自己遺傳信息給子孫的寄生微生物。
根據病毒攜帶的遺傳物質，其主要也可分成兩大類，一類是病毒的遺傳物質以DNA形式存在的，我們叫它DNA病毒，另外一類是以RNA形式存在的，我們叫它RNA病毒。
RNA一般是以一條鏈（單鏈）形式存在居多，少部分也有以雙鏈RNA形式存在。新冠病毒就屬於是單鏈RNA病毒。RNA是由四種核糖核苷酸A（腺嘌呤），U（尿嘧啶），C(胞嘧啶)，G（鳥嘌呤）組成。
RNA病毒在複製過程中，因為一般RNA病毒缺少校對機制，在病毒複製時容易出現較高的錯誤率，因此病毒非常容易發生變異。可以説在複製過程中發生變異是幾乎所有RNA病毒的共性。病毒一般天然存在於一些野生動物中，能夠傳染到人羣必須經過變異才能突破物種的隔離，從天然的動物宿主進入人體細胞繁殖。
可以説變異是病毒的一種生存戰略。
病毒的變異一般是隨機的，沒有方向的。這些變異的病毒並不是都能活下來，如果病毒的變異不能夠幫助該病毒適應環境，那麼該病毒就會被淘汰。因為變異也會使病毒的感染能力降低，甚至完全消失，絕大多數的病毒變異可能對於病毒本身是有害的。
新冠病毒S蛋白變異直接影響傳播力
北里説，新冠病毒主要是通過病毒表面刺突蛋白(S)與人體細胞表面的血管緊張素轉化酶2（ACE2）受體結合來感染細胞的。
新冠病毒的S蛋白的變異可能直接影響病毒的感染性及傳播能力，也會影響接種疫苗產生的中和抗體的效果，因此，我們這裏關注新冠病毒變異主要聚焦在病毒S蛋白上。
新冠病毒的S蛋白由1273個氨基酸組成。根據國際著名雜誌《細胞》的論文報告，新冠病毒S蛋白至少已經被鑑定出了106個變異位點。
D614G變異是指S蛋白上第614位的氨基酸，由天冬氨酸(D)變異成了甘氨酸（G）的突變體。這個變異是2020年1月15日以前在歐洲產生的，3月21日之前全球流行的新冠病毒株S蛋白第614位主要是D，之後第614位是G的變異株則成為了主要流行株。
目前全世界流行的絕大多數病毒都是帶有這個D614G變異的病毒株。
614G變異位點位於S蛋白的細胞受體結合域（RBD）中六個關鍵接觸殘基之一，D614G變異的出現，導致病毒S蛋白多出了一個彈性蛋白酶（Elastase）的酶切位點，使從細胞放出的D614G變異病毒的感染傳播能力增強了將近10倍。
雖然D614G變異增強了病毒的感染能力，但康復者血清依然能很好地對抗該變異病毒。
英國發現的病毒變異體
傳播力增強，致命性也更高
最新的英國報道、英國發現的變異病毒不但增加了病毒的感染性、同時也增加了病毒的毒力，也就是説這種變異株的致命性更高。
北里説，今年1月，世界衞生組織宣佈在英國出現了一種新冠病毒變種（變異株B.1.1.7），已經擴散到全世界至少60多個國家。
這個變異株主要是病毒S蛋白的N501Y變異株。N501Y是指S蛋白第501位點的氨基酸由天冬酸(N）變成了絡氨酸（Y），這個變異位點也是位於S蛋白的細胞受體結合域（RBD）中六個關鍵接觸殘基之一，這個突變導致病毒S蛋白與細胞受體的結合親和力增加，進而增強了病毒進入細胞的能力，導致病毒的傳染性增加了70%。英國新變異株B.1.1.7的S蛋白均含有D614G，N501Y變異。
還有南非變異株（B.1.351，501Y.V2）和巴西變異株（B.1.1.248），除了均含有D614G，N501Y以外，還發現存在E484K變異。
E484K變異也是病毒S蛋白的受體結合域（RBD）中的一個關鍵接觸殘基，新冠病毒的S蛋白的E484K變異可能讓會導致病毒逃逸免疫系統的識別，讓中和抗體失效。
圖源：新華社
一些研究顯示，含E484K突變的病毒使從接種疫苗人體內分離出的中和抗體的中和活性下降了超10倍，可見這種變異對疫苗的影響不可謂不大，需要十分警惕。
北里説，英國的病毒變異株中沒有發現E484K變異。南非變異株跟英國變異株不完全匹配，是分別獨立產生的。而巴西的病毒變異株可以説差不多是集英國，南非病毒變異於一體的變異株。
青少年成易感人羣，別讓疫苗前功盡棄
對於侵入體內的病毒，人體的免疫系統會識別病毒的S蛋白，產生中和抗體阻礙病毒S蛋白與其細胞受體ACE2結合。能夠生產中和抗體的淋巴細胞會記憶對病毒的識別，提供針對病毒的長久保護能力。
我們接種疫苗，主要是目的就是來刺激我們的免疫系統產生中和抗體，讓我們具有阻止病毒入侵細胞的能力。
對病毒的疫苗，一般要接種2次，第一次是啓動（priming）人體的免疫系統對病毒的識別，第二次是增強或強化（boost）免疫系統的中和抗體生產，促進生產中和抗體的淋巴細胞產生記憶。
這兩次接種期間，人體免疫系統會不斷優化對病毒的抗體免疫反應，生成更多樣、更強力的中和抗體。
病毒在人羣中的快速傳播會導致那些能夠迴避中和抗體攻擊的變異病毒株生存下來。這些迴避中和抗體的病毒變異體也主要集中在病毒S蛋白與細胞受體結合的RBD領域。
北里説，新冠病毒S蛋白的變異導致了世界範圍的感染的擴大。隨着變異病毒在社區的大範圍擴散，使相對不宜感染的兒童也容易被感染，也導致60%以上的被感染者主要是青少年成為無症狀或輕症感染者，加速了病毒迅速擴散，增加了疫情防控的困難。
像在美國、印度、巴西這些疫情完全失控的國家，將會不斷出現新的不同種的變種病毒（變異體）。
這些疫情失控的國家如果不進一步採取更加積極有效的防範措施進行嚴格管控，新型病毒變種也將會不斷出現，並在全球迅速擴散，導致全世界開發疫苗的努力前功盡棄，使更多的寶貴生命被病毒吞噬。
因此，各國都需要加強針對變異病毒的檢測，做好各種防範及準備，全世界必須團結起來，共同協力一定要打贏這場與看不見的敵人的無煙戰爭。
來源：科技日報
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