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解剖結構曝光!找到奧密克戎“飛速傳播”的原因了

Omicron毒株可能是人類曆史上傳播速度最快的病毒,但它似乎仍不滿足。

目前,其子變體BA.2也有逐漸取代此前流行的Omicron BA.1之勢。相比于大衆最早認知中的Omicron,學界估計,新子變體的傳播力又增加了約30%。

“如果Delta毒株是蠻力的綠巨人,那麼Omicron就是閃電俠,蒙着面極速行動。”2月11日,《科學美國人》在一篇關于Omicron毒株的解釋性報道中比喻道。

文章分析了Omicron“令人驚訝的解剖結構”。倫敦帝國理工學院病毒學家Wendy Barclay表示,不相信一切會就此結束,随着新冠病毒在世界範圍内持續蔓延,它還将想出更多傳播方式——包括人類甚至還沒有想到過的。

Omicron如何抵抗人類圍剿,

《科學美國人》給出解釋

像是躲避警察追捕的罪犯,病毒也似乎天生具有“智慧”,在一次次經驗教訓中,不斷嘗試更改“作案”與“出逃”的方式,以抵抗人類的圍剿。

援引《科學美國人》最新報道Omicron’s Surprising Anatomy Explains Why It Is Wildly Contagious,“更具僞裝性”“更加穩定”“新的入侵方式”“更低的毒性”是Omicron最顯著的特征,也讓其迅速取代Delta成為優勢毒株:

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更具僞裝性

目前學界的共識是,在新冠病毒所有變體中,Omicron躲避人體免疫系統的能力無與倫比。

新冠病毒刺突蛋白受體結合域(RBD)會與人類ACE2受體結合。為了抵禦感染,人體免疫系統會産生抗體,識别病毒的RBD,阻礙它與人ACE2結合。

但病毒很“聰明”,會換“馬甲”。在以往的變體中,新冠病毒RBD上的個别氨基酸發生突變,“變了個樣”,躲避部分抗體的識别。比如,Delta有3個RBD突變。

但Omicron包含多達15個RBD突變,其中許多位于主要抗體結合位點,相當于從換“馬甲”直接到“易容”了。

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在1月25日《科學》雜志發表的一項分析中,科學家展示了這種戲劇性轉變的結果:目前使用的八種新冠病毒抗體治療中,隻有一種(基于天然抗體)仍然能綁定到Omicron的RBD上。

還有研究表明,無論是接種疫苗還是感染獲得的抗體,RBD上的突變都能讓Omicron順利躲避追蹤。

更加穩定

在Omicron大幅改變刺突蛋白的“樣貌”時,雖然不容易被認出,但也丢掉了一些對結合很重要的氨基酸殘基,阻礙它與人類細胞的結合。

它采用其他突變方法彌補,根據《科學》雜志最近的一項研究,Omicron的RBDs形成了新的“化學橋”,幫助有效地結合蛋白質。

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“化學橋”讓Omicron的刺突蛋白變得更加堅固,其中的亞基能更加緊密的結合,避免了刺突蛋白在入侵人體細胞前就發生分裂。

“病毒知道如何讓變化出現在正确的時間以及正确的位置上,觸發并進入細胞,而不是在此之前。”研究人員稱。

新的入侵方式

在過往諸多新冠病毒變種中,有一個特點是不變的,即病毒依賴于人類細胞表面一種稱為TMPRSS2的蛋白質,以此幫助它突破人類細胞膜。

但Omicron沒有使用TMPRSS2,而是采用完全不同的途徑進入細胞。在與ACE2結合後,它包裹在細胞膜的囊泡結構中,囊泡漂移進胞内,病毒随後暴發并開始接管細胞。

通俗地形容,“病毒這次沒有開鎖破門而入,而選擇爬進窗戶。”

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科學家推測,Omicron通過這種方式獲得了兩個可能的優勢:

首先,許多細胞沒有TMPRSS2,“擺脫對它的依賴,病毒可感染的細胞可能會多 7倍甚至10倍,”Wendy Barclay說。

其次,相比Delta變體經常感染富含TMPRSS2的肺細胞,Omicron能在呼吸道中快速複制,咳嗽、打噴嚏......它讓自己在人與人間的傳播變得更為簡單。

更低的毒性

與前三個特點不同,Omicron的第四種改變并沒有幫助它更具傳染性。毒力減弱,像是放棄抵抗,更容易受到人體先天免疫系統的攻擊。

科學家們檢查了Omicron和Delta對幹擾素的反應。幹擾素就像是信号彈,提醒免疫系統注意入侵者,Delta擅長抑制幹擾素——但Omicron卻反而激活了它。

科學家還不清楚這種變化的産生機理,但可預測的結果是:

與上呼吸道相比,肺部的幹擾素反應更明顯,Omicron的這個特點可能會阻止它擴散到更深的器官,如肺部,進而阻礙引起嚴重的疾病。

從病毒進化的角度解釋,在獲得高傳播力後,它通過犧牲毒性降低宿主死亡率,以此更好地在人體内繁衍。

Omicron會是最後一種新冠病毒嗎?

病毒還有可能繼續變異進化嗎?又會朝着什麼方向進行?

先來關注眼下最新的威脅之一:BA.2。它于2021年12月下旬在印度和南非首次發現,是Omicron的一個子變體,據信是由Omicron BA.1突變産生,兩者相差了約20個突變。

根據英國衛生安全局最新一期的研究報告,比起最早發現的Omicron BA.1,有證據表明BA.2感染在不止一個國家具有持續的增長優勢。

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丹麥的一項初步研究表明,該國BA.2感染已在很大程度上取代了BA.1,與BA.1 相比,BA.2使未接種疫苗的人的感染易感性增加了兩倍多。

好消息是,目前還沒有任何證據證明BA.2更具毒性。

病毒學專家常榮山告訴“醫學界”,BA.2已經到了病毒進化的一個“天花闆”,短期内不太會出現更強的優勢株。但長遠來看,它大機率不會是最後一種變異株。

香港大學醫學院生物醫學學院教授金冬雁教授分析,樂觀趨勢是,為了能更好與人類共存,無論新冠病毒未來如何變異,毒力總會偏向減弱或相近。

“是否有傳播力和毒力同時增加的可能?也有,但這是小機率事件。”金冬雁教授對“醫學界”表示,“保持警惕,但在有限的資源下不需要過分關注低機率事件。”

沒有複制就沒有變異,對于還未充分建立免疫屏障的國家和地區,實體防控仍是最有效的防疫手段之一。

在香港大學李嘉誠醫學院釋出的一份最新論文中,研究人員稱嚴格的控制措施可消除大部分傳播鍊,而香港過去的社群疫情往往暴發在防疫不太嚴格的時期。

進入2022年,日本、南韓、新加坡、馬來西亞、香港......迎接亞洲各國和地區的是最新一波疫情高峰。

而在歐洲,盡管随着确診人數的下降和免疫屏障的建立,不少國家陸續宣布解除相關防疫措施,但仍有專家持保守或反對态度。

港大醫學院在上述論文中稱,疫情暴發期間采取“抑制”或“緩解”防疫政策的國家往往是多個新譜系動态共同傳播,而我們的研究表明,采取“消除”政策的香港,第三波和第四波疫情期間隻有兩個譜系構成了主要的病毒種群。

“認為Omicron是最後的變異株,或認為我們已進入疫情最後階段,都是非常危險的想法。”世界衛生組織總幹事譚德塞日前強調。“相反,在全球範圍内出現更多變異株的條件已經成熟。”

上個月,《柳葉刀》在重磅預測文章中提到,今年3月會是新冠全球大流行結束的标志時間點。但在目前全球感染數仍居高位的情況下,常榮山認為,全球大流行不會這麼快結束。

“至少也要等到8月看情況才能下結論。”常榮山說。

參考文獻:

1.Omicron’s Surprising Anatomy Explains Why It Is Wildly Contagious,Scientific American ,https://www.scientificamerican.com/article/omicrons-surprising-anatomy-explains-why-it-is-wildly-contagious/

來源:醫學界

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