首批實驗室結果已出爐,預計未來幾天還會有更多結果公布——研究人員在探索細胞和動物模型中新冠病毒變種及其成分突變,并測試它們對疫苗和自然感染引發的抗體的抵抗能力。1月8日發表的一份預印本發現,兩種變體共有的突變不會改變輝瑞和生物科技公司開發的疫苗產生的抗體活性。
南非發現了一種新的新冠病毒變種。圖片來源:Rodger Bosch/AFP/Getty
美國得克薩斯大學加爾維斯頓醫學分部病毒學家Vineet Menachery的團隊準備研究這些變異,很快將獲得更多的信息。
研究人員在2020年11月底和12月初通過基因組測序發現了這兩種新冠病毒變種。一種現被稱為B.1.1.7的病毒變種是英格蘭東南部和倫敦病例數量激增的原因,而且這種變異已經傳播到英國其他地方,并在全球數十個國家被發現。
南非德班夸祖魯·納塔爾大學生物信息學家Tulio de Oliveira領導的一個研究小組,將該國東開普省快速蔓延的疫情與一種新冠病毒變體501Y.V2聯系起來。英國和南非的變種是獨立出現的,但它們都攜帶了一組冠狀病毒刺突蛋白的突變。
這些變異帶來的一個挑戰是,如何區分英國和南非變種及其近親,并厘清影響。B.1.1.7變體攜帶8個影響刺突蛋白的變化,在其他基因中還有幾個變化;而南非501Y.V2變種攜帶多達9個變化。研究人員表示,弄清哪個變化導致了病毒迅速蔓延是一個巨大的挑戰。
目前,大部分的焦點集中在兩種譜系共有的一種名為N501Y的刺突蛋白變化上。這種突變改變了刺突蛋白的受體結合域,后者能鎖定人類蛋白質并允許病毒感染。倫敦帝國理工學院的病毒學家Wendy Barclay說,以前的研究暗示,N501Y的變化使病毒更強地附著在細胞上,使感染變得更容易。
N501Y突變也是Menachery的團隊準備在倉鼠模型上測試的幾種突變之一。該團隊去年報告說,與缺乏這種變化的病毒相比,刺突蛋白的另一種突變使病毒在倉鼠上呼吸道中的生長水平更高。他說:“2020年12月下旬發表的一份報告支持了這一假設:在感染變異病毒的人的拭子中發現了更多的新冠病毒遺傳物質,而那些感染了沒有N501Y變異的病毒的人則沒有。”
更讓人擔心的是,變異病毒可能會削弱由疫苗和以前的感染引發的免疫反應。得克薩斯大學奧斯汀分校研究冠狀病毒刺突蛋白的結構生物學家Jason McLellan說,這兩種變體都存在刺突蛋白區域的突變,增加了這些區域的抗體受到突變影響的可能性。
因此,學術界和政府研究人員以及疫苗開發人員正在努力解決這個問題。“這個速度太瘋狂了。”病毒學家施培勇(音譯)說。他正在與輝瑞合作,分析疫苗試驗參與者的血液。在1月8日的預印本中,該研究小組發現20名參與者產生的抗體對抗攜帶N501Y突變的病毒的效力與缺乏這種突變的病毒相差不大。該團隊目前正在研究其他變異的影響。
在一項相關的實驗中,Menachery領導的一個團隊也發現,501Y突變對恢復期血清中和抗體的活性沒有顯著影響——恢復期血清是從新冠病毒感染恢復者身上提取的血液抗體成分。Menachery于去年12月22日在Twitter上發布了該數據。
但其他突變亦不容小覷。其中,Prime是另一種受體結合域突變,de Oliveira的團隊在501Y.V2中發現了這種突變,并稱之為E484K。他的團隊正在與非洲衛生研究所病毒學家Alex Sigal合作,對恢復期血清和在試驗中接種過疫苗的人的血清進行變異測試。de Oliveira說,這些研究的第一批結果將在幾天內公布。
有新證據表明,E484K突變可以使病毒逃避一些人的免疫屏障。一個研究小組在低水平恢復期血清中培育出了新冠病毒。在90天內,該病毒出現了3種突變,使其對患者的血清不敏感——包括E484K突變,以及在南非變種和英國變種中發現的n端結構域變化。
一個緊迫的問題是,這是否會降低疫苗在現實世界中的有效性。專家認為,這些突變不會實質上削弱疫苗的性能。注射疫苗往往會引發大量的中和抗體,所以對抗變異病毒時疫苗效力的輕微下降可能不太重要。