Otto说:“如果它爬到了较高的位置 , 任何单步突变都会让它走下坡路 。 ”爬得更高的前提是多突变组合让传播能力获得更大的提升 。
更上层楼
2020年末和2021年初 , 有迹象显示新冠病毒曾多次登顶 。 英国研究人员发现名为B.1.1.7的变异株在刺突蛋白上有许多突变 。 “这很蹊跷 , 因为它好像是凭空出现的 。 ”伦敦大学学院计算机生物学家Francois Balloux说 。
这个变异株后来更名为Alpha , 传播速度比之前的毒株快了至少50% 。 英国公共卫生官员 认为 Alpha与2020年11月全国封城期间英格兰东南部的病例数神秘增加有关 。 几乎同一时间 , 南非的病毒追踪人员发现 , 另一个携带大量突变的B.1.351变异株——后更名为Beta——与当地的第二波疫情有关 。 不久之后 , 名为Gamma的高传染性毒株在巴西亚马孙州被发现 。
这三个“需关注变异株”有一些相同的突变 , 尤其是在能识别宿主细胞ACE2受体的刺突蛋白的关键部位 。 有些突变与免疫系统较弱的新冠感染者体内发现的突变相似或一模一样 , 这些人感染后过了好几个月才康复 。 研究人员不禁怀疑 , 长期感染或能让新冠病毒尝试不同的突变组合 , 找到胜率最大的那些 。 而只持续几天的普通感染无法提供这种机会 。 出现大面积感染的超级传播事件或许也能解释为何有些变异株能所向披靡 , 有些却销声匿迹了 。
不管它们的起源如何 , 这三个变异株的传染性似乎都比它们取代的毒株要强 。 Beta和Gamma的突变还能削弱既往感染或疫苗诱导的能阻断感染的“中和性”抗体的效力 。 这提示了一种可能性 , 即新冠病毒的行为开始向Bloom研究的229E靠拢 。
这三个变异株扩散到了全球 , 尤其是Alpha , 并在占领欧洲、北美、中东等地(见“变异株来袭”)时引发了新一轮感染 。 许多研究人员认为 , 这其中传染性看似最强的变异株——Alpha——的某个后代会出现其他突变 , 比如能逃逸免疫应答的突变 , 让它更无往不胜 。 “事实证明完全不是这回事 , ”纽约市洛克菲勒大学的病毒学家Paul Bieniasz说 , “Delta突然从天而降 。 ”
来源:Covariants.org
Delta困境
Delta是2021年春季在印度马哈拉施特拉邦发现的 , 当时印度正经历着一波胶着的疫情 。 研究人员目前仍在评估Delta对疫情的影响 。 Delta抵达英国后迅速传开 , 流行病学家指出其传播力比Alpha高了约60% , 传染性比最早的流行株高了好几倍 。 “Delta有点像升级版的Alpha , ”Barclay说 , “我认为新冠病毒仍然在摸索适应人类宿主的方式 。 ”
Barclay和其他人的研究表明 , Delta通过提高感染人类细胞和人际传播的能力 , 积累了很大的适应性优势[34
。 和Alpha等变异株相比 , Delta在感染者气道的繁殖速度更快 , 繁殖水平更高 , 有望赶超人体对它产生初始免疫应答的速度 。
但研究人员认为这种优势会逐渐缩小 。 科学家用R0表示病毒在无预存免疫的人群中(即从未打过疫苗或病毒暴露史)的传播能力 , 也就是一名感染者平均感染的人数 。 自疫情开始 , R0最多增加了三倍 。 “我预计传染性的增加会在某个阶段停止 , ”Bloom说 , “传染性不会无止尽地增加 。 ”Delta的R0比季节性冠状病毒和流感病毒都高 , 但仍然不及脊髓灰质炎或麻疹 。
其他已经存在的人类病毒不会出现新冠病毒在过去两年中的传染性增幅 , Bloom等科学家预料新冠病毒的行为最终也是如此 。 福瑞德·哈金森癌症研究中心的演化生物学家Trevor Bedford说 , 该病毒要把握一个平衡——既要在人体气道复制到一定水平 , 又要保证感染者不至于病倒 , 无法感染更多宿主 。 他说:“新冠病毒并不想让感染者一病不起 , 也不想让他们病得太重 , 这样就传不下去了 。 ”Rambaut说 , 新冠病毒的一个演化之道应该是降低在气道的复制水平 , 但拉长感染时间 , 增加接触病毒的新宿主数量 。 “归根结底 , 病毒复制量和激活免疫系统的速度之间需要有一个取舍 。 ”保持隐匿或能让新冠病毒确保自己的传播链不被切断 。
如果新冠病毒向着这个方向演化 , 它的严重性可能会降低 , 但会带来怎样的结局还不确定 。 Balloux说:“有人说 , 传染性越高则致命性越低 。 我觉得不应该这么想 。 ”Alpha、Beta、Delta这些变异株被发现与住院率和死亡率上升有关 , 这可能是因为它们在感染者气道的复制水平很高 。 认为病毒会演化得越来越弱的看法有点站不住脚 , Rambaut说 , “现实情况要复杂得多 。 ”
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