變異毒株頻現，新冠疫苗會失效嗎？

撰 文丨計永勝 湯佩蘭

責 編丨 戴 威

2020年底，多國出現的新冠變異毒株快速傳播，曾引起民眾不小的恐慌。12月19日，英國政府因新冠病毒變異株（B1.1.7/501Y.V1）擴散在英格蘭部分地區實施4級封鎖；12月底，南非誇祖魯·納塔爾大學研究團隊稱南非也出現了新冠變異株（501Y.V2），短短幾周內就成為東開普省和西開普省的優勢毒株[1]；今年1月，一種出現於巴西的新冠突變毒株（B1.1.28/501.V3）再次引發關注。

為什麽突變引人擔憂？首先要注意的是三種突變株共有的N501Y突變，其位於病毒關鍵的受體結合區域，有證據表明其能加強新冠病毒與人的受體ACE2結合的能力，從而加快病毒傳播。另外，南非變異株和巴西變異株中的E484K也位於關鍵的受體結合區域，該突變被認為具有免疫逃逸風險。

根據倫敦衛生與熱帶病研究所構建的模型，南非變異株的傳播速度可能比之前毒株高50%左右，但不能很好地逃脫人的免疫系統，也就是單純的快，但可控；另一種可能是，這個變異株和之前毒株傳播速度類似，但能逃過人的免疫清除[2]。

變異毒株能逃過人的免疫系統嗎？疫苗又該如何應對病毒變異？

多位病毒學專家均對《知識分子》表示，新冠病毒是RNA病毒，在複製過程中發生變異是“非常正常”和“符合科學規律的”。冠狀病毒的整體變異速度相比其他RNA病毒要低得多。儘管南非變異株的傳播力更強，但截至目前尚無證據表明其致病性有所增強。

武漢大學生命科學學院研究員嚴歡解釋說，傳播性更強意味著R0增大，防控的壓力會更大，可能需要比原來更嚴格的隔離和跟蹤措施才能進一步遏製疫情。

當前疫苗是否有效？完全失效可能性不大

除了傳播速度，人們更關心的是當前的疫苗能不能有效預防變異株的感染。

近期，美國福瑞德·哈金森癌症研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）傑斯·布隆（Jesse D. Bloom）團隊發現，新冠肺炎康復者的血清中和新冠突變株的效力有所下降，尤其是對存在E484K突變的南非突變株和巴西突變株[3]。這提示之前曾被新冠病毒感染的人存在被變異株感染的風險。

同樣的，洛克菲勒大學分子免疫學實驗室米切爾· 努森茨威格（Michel C. Nussenzweig）團隊發現，20名志願者經過Moderna 公司的mRNA-1273疫苗或輝瑞/BioNTech 聯合研發的BNT162b2疫苗兩次免疫八周後，可以產生和新冠康復患者體內中和能力相當的抗體和數量相當的免疫細胞。但是，針對不同的突變株（尤其是南非突變株），由mRNA疫苗激發起來的抗體的中和能力就明顯下降了。

那麽，突變株對目前研發的新冠疫苗影響有多大？武漢大學生命科學學院教授陳宇認為，單點的突變或者多位點組合型的突變讓新冠疫苗完全失效的可能性並不大。

陳宇解釋說，疫苗激發的多種抗體能對S蛋白產生綜合效果，“S蛋白表面有很多的識別位點，會產生一系列不同的抗體，這些抗體結合S蛋白的不同位點，組合在一起產生綜合效果，還是能夠抵抗病毒。”

雖然疫苗不太可能完全失效，不過嚴歡指出：“突變導致疫苗的保護力大大下降，這個是很有可能出現的”。他解釋說，疫苗會誘導針對很多區域的抗體，一個突變可能不會導致所有其他區域的抗體失效，但是它可能會使原本中和活性非常突出的一些中和抗體效力下降。

未來疫苗如何設計？專家建議及時更新

值得一提的是，雖然英國突變株、巴西突變株和南非突變株中都存在N501Y突變，但這個突變也在一些傳播較慢的毒株中被檢測到，因此該突變對病毒傳播速度的綜合影響還需進一步研究。而E484K突變對免疫應答的影響更大，被認為有免疫逃逸風險。

好消息是，世界衛生組織COVID-19疫苗工作組主席、病毒學家菲利普·克勞斯（Philip Krause）表示，從當前來看，病毒還沒有表現出對現有疫苗的抗性。“但不太好的消息是，病毒進化如此之快，如果真的出現疫苗抗性毒株的話，可能比我們想象的要來的迅速。”他補充道[2]。

克勞斯認為現在多款疫苗在技術上能夠實現快速更新，以適應變異毒株，然而是否能及時獲得審批是個問題。

嚴歡認為，變異速率也跟感染的基數有很大關係，現在全球的感染數量龐大，導致突變株出現的頻率也會隨之加大。隨著病毒的變異，受體結合區域的氨基酸發生了變化，在已經變異的病毒上，先前研發的新冠疫苗能夠誘導出的中和抗體效果可能會下降。不能排除將來出現新的突變，那麽最初根據早期暴發的病毒株研發設計的疫苗，效果可能會逐漸降低，因此需要迭代更新疫苗，跟變異的病毒進行競爭。

武漢大學病毒學國家重點實驗室教授徐可表示，需要著重關注RBD區域的位點突變，在長時間對病毒突變的監測後，有可能需要更新疫苗。在她看來，“最好的疫苗策略即開發通用型的廣譜疫苗，如果我們能找到相對穩定的區域去開發有效的疫苗，那麽最終能解決病毒突變的問題。”

世界衛生組織 COVID-19 緊急委員會也於2021年1月14日討論了新出現的變異株對疫情防控的影響，並呼籲各國加強合作，分享變異毒株信息，以更好地了解病毒變異情況。

參考文獻：

[1] Houriiyah Tegally, Eduan Wilkinson, Marta Giovanetti, et al,. Emergence and rapid spread of a new severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) lineage with multiple spike mutations in South Africa. https://doi.org/10.1101/2020.12.21.20248640.

[2] https://www.sciencemag.org/news/2021/01/new-coronavirus-variants-could-cause-more-reinfections-require-updated-vaccines

[3] Allison J. Greaney, Andrea N. Loes, Katharine H.D. Crawford, et al,. Comprehensive mapping of mutations to the SARS-CoV-2 receptor-binding domain that affect recognition by polyclonal human serum antibodies. https://doi.org/10.1101/2020.12.31.425021

[4] Zijun Wang, Fabian Schmidt, Yiska Weisblum, et al,. mRNA vaccine-elicited antibodies to SARS-CoV-2 and circulating variants. https://doi.org/10.1101/2021.01.15.426911