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从Alpha到Mu毒株,新冠病毒变异株大梳理……

 

随着新冠病毒在世界范围内大量的传播,某些突变毒株会更加易于传播,从而在新感染病例中占据更大的比例。据统计,新的突变毒株有以下潜在后果:传染性增强、发病率增加、死亡率增加、逃避检测、降低对抗病毒药物的敏感性、治疗性(如恢复期血浆或单克隆抗体)或实验室实验中对中和抗体的敏感性降低、逃避自然免疫的能力(例如导致再次感染)、已经接种疫苗的个人再次被感染的风险……

 

因此,持续关注新冠病毒的突变毒株对其大流行的应对策略、病毒的检测、治疗以及疫苗的研发等都具有非常重要的意义。

 

为避免对相关疫情暴发国家造成污名化和歧视,也为了简化公共传播,世界卫生组织(WHO)于2021年5月31日宣布,把最早在英国、印度等国发现的新冠变异病毒的名称改用希腊字母命名,即阿尔法Alpha(α)、贝塔Beta(β)、伽玛Gamma(γ)和德尔塔Delta(δ)也由此得名。

 

根据危险程度,世界卫生组织将新冠变异毒株分成了两大类:令人担忧的变异毒株(VOC, variant of concern)和值得关注的变异毒株(VOI, variant of interest)。

 

一、令人担忧的变异毒株(VOC, variant of concern):在世界范围内引发的病例多、范围广,并有数据证实其传播能力、毒性强,或导致疫苗和临床治疗有效性降低。到目前为止,一共出现了四种令人担忧的变异毒株:Alpha、Beta、Gamma和Delta。
 

 

Alpha:源自英国,2021年上半年成为主流变异毒株

 

2020年11月,Alpha变异毒株首次在英国肯特9月的一份样本中被检测到,但是英国政府曾经向世界隐瞒了实情,然而到了2020年12月,Alpha开始席卷英国,到2021年4月,Alpha成为在美国占主导地位的变异毒株,在世界范围内迅速挤占其他新冠变异病毒的生存空间,成为主要变异毒株。

 

据全球共享流感数据倡议组织(GISAID)数据,5月17日,Alpha占据全球变异毒株感染数的69%。Alpha变异毒株的传染性特别高,据《纽约时报》6月7日报道,伦敦大学病毒学家Gregory Towers通过比较感染Alpha的细胞与感染早期新冠病毒变体的细胞发现,感染Alpha的细胞更善于隐藏,更难以惊扰人体免疫系统。同时,感染了Alpha的病例反应更强烈,病人咳嗽不止,嘴、鼻子里会流出带有病毒的黏液——这也使得该病毒传染性更强。

 


Beta:来自南非,免疫逃逸能力非常强

 

Beta早于2020年5月南非的样本中即首次被发现,很快便成为南非传播最广的病毒变异毒株,目前全球已有130个国家发现了Beta相关病例,据GISAID数据,日本在东京奥运会前夕的7月21日又发现多例Beta病例。Beta变异病毒的传染性较强,善于躲避人体免疫系统追踪。

 

据advisory board新闻网报道,Beta与早期新冠变异毒株相比更具传播性、抗体抵抗力也更强。Beta的传染性比原始新冠病毒高出约50%,病例住院率、ICU入住率和死亡风险都更高。据BBC在7月21日的报道,由于Beta携带N501Y突变,增强了它的传染性;另外,其携带的E484K突变可帮助其躲避免疫系统的追踪。但是Beta的传染能力被证明实际上远不如Delta。据GISAID最新数据,7月27日,Beta在全球感染病例中仅占0.286%。

 


Gamma:发现于巴西,南美洲疫情的最大威胁

 

Gamma变异毒株最早在2020年11月巴西的样品中被发现,半年后,在2021年6月占南美新冠病例的76%,变成南美地区疫情最主要的新冠病毒毒株,现在Gamma变异毒株已经传播到包括美国、英国、俄国等在内的75个国家。

 

Gamma感染性较强,并且很可能导致再次感染。据美国《商业内幕》网站6月9日报道,Gamma的传染性是原始新冠病毒的两倍。而英国《卫报》在4月23日援引秘鲁流行病学家安东尼奥•奎斯佩(Antonio Quispe)的话称:“Gamma不仅更具传染性,还存在二次感染的可能性,从而降低疫苗的效力。”

 

  
Delta:在印度横空出世,迄今为止传染性最强的变异株

 

Delta于2020年底在印度被首次发现,是引起今年4月印度第二波疫情大暴发的主要变异毒株。它的传播范围遍布全球,据GISAID数据,截至7月26日,Delta占亚洲感染病例的84%,占英国感染病例的97%,占全球感染病例的80%。

 

在今年6月到7月,Delta变异病毒不断在中国云南、广东和江苏的新发疫情中出现,它先是出现在输入情病例中,在7月底暴发的南京市碌口机场的疫情,以及遍及中国20多个市县的关联疫情中,Delta正式宣告进入中国,从某种意义上说,原本可以用铜墙铁壁形容的中国式防疫体系在7月底出现的种种漏洞,也侧面证明了Delta更为强大的传染能力,并正在对中国紧锣密鼓布防的疫苗接种体系形成直接的挑战。

 

显而易见的是,Delta的传染性比以往任何新冠变异毒株都高,但现在还没有详实的数据表明它是否会导致更严重的疾病,Delta的传染性比Alpha高50%,同时也是原始新冠病毒的两倍。据《华盛顿邮报》7月23日报道,英格兰公共卫生署(PHE)发现,感染Delta相关病例住院风险较高,是Alpha变异毒株的两倍。

 


二、值得关注的变异毒株(VOI, variant of interest):在世界范围内确认出现社区传播病例,或在多个国家被发现,但尚未形成大规模传染,VOI分别为Eta株、lota株、Kappa株、Lambda株以及Mu株。

 

Eta:发现于英国与尼日利亚,具有弱化新冠疫苗的效果

 

Eta变异毒株2020年12月在英国与尼日利亚被首次发现,目前已经遍及以欧美为中心的70多个国家。世界卫生组织认为,这种变异毒株可能具有较高的传染力,并弱化新冠疫苗的效果。公开可查的Eta相关研究并不多,但它携带的一些突变位点,例如ΔH69/ΔV70缺失,E484K等,这些位点在其他突变株的研究中被证实为比较危险的突变,因此被世卫组织指定为感兴趣的变异。日本9月份发现的18个国内感染病例是2020年12月至2021年9月3日间确诊的病例,也是日本首次发现Eta变异毒株感染病例。

 

 

Lota:发现于美国纽约,致死率比其他毒株高出82%


Iota 毒株是最早于2020年11月在美国的纽约市发现,当时命名为B.1.526,现在世卫重新命名为Iota 毒株,其致死率显著提高。该变异株与其他新冠变异毒株相比,45-65岁、65-74岁以及75岁以上的感染人群死亡率分别提高46%、82%和62%。lota变异株的传播速度也比其他已知变异毒株块15%-25%,该病毒最早在纽约被发现,随后在全美所有州均发现有这种感染病例,截至目前,该突变株在54个国家有发现,还需继续观察。

 

 

Kappa:印度首次发现的第二个变异毒株,传播速度迅速

 

Kappa突变株于2020年12月在印度首次发现。到2021年3月底,Kappa突变株占印度提交的序列的一半以上。同时该突变株包含L452R、E484Q、P681R三种突变位点,这三个突变位点属于有显著影响的位点,因此也被世卫组织指定为感兴趣的变异。由于传播速度迅速,Kappa前一阵子已经导致了澳大利亚维州封城。

 

 

Lambda:发现于秘鲁,正在蔓延拉美,更容易发生“免疫逃逸”

 

Lambda病毒变体又被称为C.37或安第斯变种,首次于2020年8月在秘鲁被发现;在不到1年的时间内,它已成为秘鲁主要传播的新冠病毒类型,占感染病例的 90%以上。而现在在智利,每3个新增新冠确诊病例中,就有一个感染了Lambda。该变种目前在42个国家发现了Lambda毒株确诊病例,迅速取代了所有目前被世卫组织视为更危险的变种,甚至超过了最早在邻国巴西发现的的Gamma(P.1)变种。

 

Lambda的传染性更强,表现症状有咳嗽,发烧,气促,肠道腹泻几率高,嗅味觉异常和肌肉酸痛,而且还在秘鲁找到了开始流行的完美条件:“我们的新冠死亡率是全球最高的,一种变体起源于这里确实也不足为奇。”现在,秘鲁虽然相比之下只有不到220万的新冠确诊数量,但其累计死亡病例数已超过20万,比原始毒株传播力更强,且更容易发生“免疫逃逸”。可以说Lambda在秘鲁表现出来的杀伤性令人瞠目结舌。

 


Mu:发现于哥伦比亚,存在“免疫逃逸”,可能比原始毒株更具传播性

 

8月31日,世界卫生组织(WHO)在最新一轮的评估中,“Mu毒株”成为了新的“variant of interest(VOI)”,这也是第五种经过WHO正式盖章认证的VOI。

 

Mu变种病毒于2021年1月首先出现在哥伦比亚,当时被命名为 B1621。截至8月29日,哥伦比亚确诊了965例Mu变异毒株病例,目前39%的新冠感染病例为Mu变异毒株,而在厄瓜多尔,这一数字为13%,且仍在持续攀升中。在美国,截至8月30日,加利福尼亚、佛罗里达、得克萨斯和纽约等地合计报告了2375例Mu变异毒株病例。

 

Mu的基因变异中有一个叫做P681H突变,首先是在alpha变种病毒中发现的,可能导致病毒更快传播能力。Mu变种病毒还具有E484K和K417N的基因突变,这些突变可能与逃避冠状病毒抗体的能力有关。这些突变也发生在beta变种病毒中,因此Mu可能有与beta变种类似的表现,即对一些疫苗的效果不佳。世卫组织甚至警告,Mu变种对疫苗的抵抗性可能要高于Delta或Beta毒株。


    

三、未被列入的变异毒株:发现于南非的C.1.2,暂未造成大范围感染

 

C.1.2 变种病毒是今年5月南非第三波新冠疫情期间,南非国内首次发现的,WHO 7月正式确定。C.1.2是从 C.1 演变而来的,C.1变种病毒主导南非第一波感染的冠状病毒。研究显示C.1.2变种病毒的基因突变数量惊人,有可能比他病毒株的演化优势更强。该变体已在南非、刚果、毛里求斯、新西兰、英国、瑞士和葡萄牙发现,暂时还未造成大范围感染。C.1.2似乎比其他变体更具传染性,甚至对疫苗的抵抗力更强。C.1.2的突变率约为每年41.8 次,几乎是目前其他突变率的两倍。科学家们谨慎地解释说,新的变体“可逃避某些中和抗体”,中和抗体就是感染过新冠病毒或在疫苗的帮助下获得的抗体。

 


四、研究表示新变种毒株的出现或许会比我们想象得更快

 

此前人们认为,SARS-CoV-2大约每两周变异一次。然而,巴斯大学米尔纳进化中心和爱丁堡大学 MRC 人类遗传学部门的新研究表明,导致 COVID-19 的病毒几乎每周发生一次变异——明显高于之前估计的变异率,这一估计忽略了许多“发生但从未被测序的突变”。这一研究表明,新的变异可能比以前想象的更快出现。

 

 

通常,当我们考虑自然选择时,我们会考虑具有优势并因此传播的新突变,例如 COVID-19 的Alpha和 Delta 变体。这被称为达尔文选择或正选择。然而,大多数突变对病毒有害并降低其存活的机会——这被称为纯化或负选择。这些阴性突变不会在患者体内存活足够长的时间进行测序,因此在计算突变率时会丢失。考虑到这些缺失的突变,该团队估计病毒的真实突变率至少比以前认为的高50%。

 

发表在Genome Biology and Evolution期刊上的研究结果强调了隔离那些免疫系统难以控制病毒的个体的必要性。巴斯大学米尔纳进化中心的劳伦斯•赫斯特教授说:“我们的研究结果意味着,如果患者感染 COVID-19 的时间超过几周,病毒可能会进化,这可能会导致新的变种。” 其中,Alpha变种被认为是病毒在无法清除感染的个体中进化的结果。

 

这种对突变率的新估计表明,这些人体内的病毒进化空间比我们想象的要大。因此,科学家希望找出产生突变缺失的原因。

 

 

文章综合《第514期丨新冠病毒变异史:谁高一史谁高一丈?》(作者司马平邦)、《盘点| SARS-CoV-2突变毒株知多少?》、《最新研究发现新冠病毒或一周突变一次》

 


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