新冠變異病毒能逃逸免疫反應,專家紛紛表示擔憂
2021年01月24日11:02

  來源:Nature自然科研

  原文作者:Ewen Callaway

  越來越多的證據顯示,一些新冠病毒變異株或能逃逸疫苗和既往感染誘發的免疫應答。研究人員正在全力解讀本週發表的排山倒海的實驗室研究,這些研究引發了人們對部分新出現變異株和突變的擔憂。

南非的一個新冠病毒流動檢測站。南非在2020年末發現了501Y.V2變異株。來源:Guillem Sartorio/Bloomberg/Getty
南非的一個新冠病毒流動檢測站。南非在2020年末發現了501Y.V2變異株。來源:Guillem Sartorio/Bloomberg/Getty

  “我在過去48小時里看到的一些數據真的嚇到我了。”倫敦帝國理工學院免疫學家Daniel Altmann說。Altmann擔心其中一些結果可能意味著新冠疫苗的效力會下降。

  不過,Altmann和其他科學家也指出,現在的情況還不太清晰。這些研究分析了少數COVID-19康復者和疫苗接種者的血液,研究只檢測了他們的抗體在實驗中“中和”變異株的能力,並不能知曉他們體內其他免疫應答的整體影響。

  這些數據也無法說明抗體活性的改變是否會影響疫苗的實際效果或是再感染的可能性。“這些改變會很重要嗎?我真的不知道。”共同領導其中一項研究的紐約洛克菲勒大學疫苗學家Paul Bieniasz說。

  快速傳播的譜系

  大部分擔憂集中在南非2020年末發現的變異株501Y.V2上。南非誇祖魯·納塔爾大學生物信息學家Tulio de Oliveira領導的一個團隊,發現該變異株與東開普敦省快速蔓延的疫情有關,該變異株現已傳遍整個南非,並擴散到了其他國家[1]。已知新冠病毒的刺突蛋白能幫助病毒識別和感染宿主細胞,是免疫系統的主要目標。這個譜繫在刺突蛋白上有多個突變,一些突變與抗體的抗病毒活性減弱有關[2,3]。

  東開普敦省在南非的首輪疫情中受到重擊,研究人員想知道:變異株501Y.V2逃逸免疫應答的能力是不是它能快速傳播的部分原因?

  為了尋找答案,de Oliveira、非洲健康研究所病毒學家Alex Sigal,以及其他同事從感染了501Y.V2變異株的患者體內分離出了這種病毒[4]。他們還從6名曾感染其他新冠毒株的康復者體內採集了血清(含有抗體的部分血液),並用這些血清測試了變異病毒的樣本。這些康復期血清一般都含有“中和”抗體(能阻斷病毒的抗體),可以預防感染。但研究人員發現,這些康復期血清中和501Y.V2的能力比中和之前其他新冠流行株的能力要弱很多。其中一些人的血清對501Y.V2的作用比其餘人的血清稍強一點,但從整體來看,中和能力顯著下降,de Oliveira說。“這非常令人擔憂。”

  在另一項研究中[5],南非國家傳染病研究所和金山大學病毒學家Penny Moore領導的一個團隊,對501Y.V2中發現的不同刺突蛋白突變進行排列組合,看看康復期血清對它們的作用如何。他們使用了“假病毒”,一種利用新冠病毒刺突蛋白感染細胞的改造過的愛滋病病毒(HIV)。

  他們的實驗表明,501Y.V2含有的突變能減弱中和抗體的作用——這些中和抗體能識別刺突蛋白的兩個關鍵區域:受體結合結構域和N端結構域。實驗一共採集了44人的康復期血清,團隊發現,擁有501Y.V2中全部突變的假病毒能完全抵抗其中21人的康復期血清,也能部分抵抗大部分人的康復期血清。

  de Oliveira說,南非已發現多例涉及501Y.V2的再感染病例。一種可能性越來越大:這個變異病毒之所以能在之前疫情較重的地區傳播,部分原因可能是它能逃逸人體對之前毒株的免疫應答。

  Bieniasz說:“這已經成了放在我們眼前的事實。”他還提到巴西和英國發現的變異株攜帶了一些相同的刺突突變。

  免疫力受影響

  很快,這兩支南非團隊將用新冠疫苗臨床試驗受試者的血清對501Y.V2變異株進行測試。全球的實驗室也在開展類似研究。Bieniasz共同領導的一個團隊發現,501Y.V2中的受體結合結構域突變只會讓輝瑞或Moderna的mRNA疫苗接種者的抗體效力稍微下降[6]。“這讓人鬆了一口氣”,Moore說,但我們還要測試501Y.V2其他突變的影響。

  這些突變是否會降低疫苗的實際有效性仍不確定,瑞士伯爾尼大學RNA病毒學家Volker Thiel說。大部分新冠疫苗都讓我們的機體暴露在刺突蛋白中,一般能夠誘導較高的抗體水平,這些抗體會攻擊這個分子的不同部位,所以有些抗體或許能阻斷變異病毒。至於其他的免疫應答,比如T細胞,可能不會受到501Y.V2的影響。“雖然這些疫苗只靶向刺突蛋白基因,但它們還是能調動不同形式的免疫反應,足以對付這些新的變異株,”Thiel說,“但這需要做實驗研究。”

  持續進行的效力試驗和全國性疫苗接種數據應能揭示這些變異病毒的具體影響。南非目前仍有多個疫苗的臨床試驗正在開展中,研究人員將密切關注疫苗對501Y.V2相關感染的預防能力是否會下降。

  在真實世界中,對501Y.V2這類變異株的抗體反應減弱可能不是什麼大問題,荷蘭鹿特丹伊拉斯姆斯醫學中心的病毒學家Marion Koopmans說。“你在實驗室檢測中會看到一些變化,但它對個人來說沒什麼影響,因為個人體內依然有足夠的抗體來中和感染。”至於再感染是因為初次感染誘導的免疫應答減弱了,還是病毒的某個突變引起的——要區分這兩者並不容易,她補充道。

  最新數據

  對於英國發現的快速傳播變異株B.1.1.7在類似研究中有何表現,目前的線索也越來越多了。德國生物技術公司BioNtech的研究人員在假病毒實驗中發現,B.1.1.7的刺突蛋白突變對16名輝瑞疫苗接種者的血清沒什麼作用[7]。此外,英國劍橋大學病毒學家Ravindra Gupta領導的團隊發現,在接種了輝瑞疫苗第一劑(共需接種兩劑)的15人中,有10人的血清效力出現了輕微下降[8]。目前來說,這些變化暫時還不會改變該疫苗的有效性,Gupta說,但隨著抗體水平逐漸下降可能會有影響。

  本週的這些研究結果對於抗疫行動意味著什麼還不完全清晰。現在的當務之急是確定501Y.V2中的突變是否是造成再感染的原因。如果確實如此,de Oliveira說,“群體免疫的希望可能要破滅了,至少靠自然感染實現群體免疫是不可能了。”

視頻精選
更多新聞