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变异新冠病毒会影响疫苗吗?全球实验室争分夺秒寻找答案

2021-01-11 08:14:16 中国科学报 唐一尘

现在,研究人员都在争相确定为什么在英国和南非发现的变异新冠病毒传播如此迅速,以及它们是否会影响疫苗疗效,并导致大量再感染。

首批实验室结果已出炉,预计未来几天还会有更多结果公布——研究人员在探索细胞和动物模型中新冠病毒变种及其成分突变,并测试它们对疫苗和自然感染引发的抗体的抵抗能力。1月8日发表的一份预印本发现,两种变体共有的突变不会改变辉瑞和生物科技公司开发的疫苗产生的抗体活性。

南非发现了一种新的新冠病毒变种。图片来源:Rodger Bosch/AFP/Getty

南非发现了一种新的新冠病毒变种。图片来源:Rodger Bosch/AFP/Getty

美国得克萨斯大学加尔维斯顿医学分部病毒学家Vineet Menachery的团队准备研究这些变异,很快将获得更多的信息。

研究人员在2020年11月底和12月初通过基因组测序发现了这两种新冠病毒变种。一种现被称为B.1.1.7的病毒变种是英格兰东南部和伦敦病例数量激增的原因,而且这种变异已经传播到英国其他地方,并在全球数十个国家被发现。

南非德班夸祖鲁·纳塔尔大学生物信息学家Tulio de Oliveira领导的一个研究小组,将该国东开普省快速蔓延的疫情与一种新冠病毒变体501Y.V2联系起来。英国和南非的变种是独立出现的,但它们都携带了一组冠状病毒刺突蛋白的突变。

这些变异带来的一个挑战是,如何区分英国和南非变种及其近亲,并厘清影响。B.1.1.7变体携带8个影响刺突蛋白的变化,在其他基因中还有几个变化;而南非501Y.V2变种携带多达9个变化。研究人员表示,弄清哪个变化导致了病毒迅速蔓延是一个巨大的挑战。

目前,大部分的焦点集中在两种谱系共有的一种名为N501Y的刺突蛋白变化上。这种突变改变了刺突蛋白的受体结合域,后者能锁定人类蛋白质并允许病毒感染。伦敦帝国理工学院的病毒学家Wendy Barclay说,以前的研究暗示,N501Y的变化使病毒更强地附着在细胞上,使感染变得更容易。

N501Y突变也是Menachery的团队准备在仓鼠模型上测试的几种突变之一。该团队去年报告说,与缺乏这种变化的病毒相比,刺突蛋白的另一种突变使病毒在仓鼠上呼吸道中的生长水平更高。他说:“2020年12月下旬发表的一份报告支持了这一假设:在感染变异病毒的人的拭子中发现了更多的新冠病毒遗传物质,而那些感染了没有N501Y变异的病毒的人则没有。”

更让人担心的是,变异病毒可能会削弱由疫苗和以前的感染引发的免疫反应。得克萨斯大学奥斯汀分校研究冠状病毒刺突蛋白的结构生物学家Jason McLellan说,这两种变体都存在刺突蛋白区域的突变,增加了这些区域的抗体受到突变影响的可能性。

因此,学术界和政府研究人员以及疫苗开发人员正在努力解决这个问题。“这个速度太疯狂了。”病毒学家施培勇(音译)说。他正在与辉瑞合作,分析疫苗试验参与者的血液。在1月8日的预印本中,该研究小组发现20名参与者产生的抗体对抗携带N501Y突变的病毒的效力与缺乏这种突变的病毒相差不大。该团队目前正在研究其他变异的影响。

在一项相关的实验中,Menachery领导的一个团队也发现,501Y突变对恢复期血清中和抗体的活性没有显著影响——恢复期血清是从新冠病毒感染恢复者身上提取的血液抗体成分。Menachery于去年12月22日在Twitter上发布了该数据。

但其他突变亦不容小觑。其中,Prime是另一种受体结合域突变,de Oliveira的团队在501Y.V2中发现了这种突变,并称之为E484K。他的团队正在与非洲卫生研究所病毒学家Alex Sigal合作,对恢复期血清和在试验中接种过疫苗的人的血清进行变异测试。de Oliveira说,这些研究的第一批结果将在几天内公布。

有新证据表明,E484K突变可以使病毒逃避一些人的免疫屏障。一个研究小组在低水平恢复期血清中培育出了新冠病毒。在90天内,该病毒出现了3种突变,使其对患者的血清不敏感——包括E484K突变,以及在南非变种和英国变种中发现的n端结构域变化。

一个紧迫的问题是,这是否会降低疫苗在现实世界中的有效性。专家认为,这些突变不会实质上削弱疫苗的性能。注射疫苗往往会引发大量的中和抗体,所以对抗变异病毒时疫苗效力的轻微下降可能不太重要。(唐一尘)

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