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科普 | 破解奧密克戎的四大謎團

發布日期:2022-03-23??來源:科技日報??作者:劉霞??瀏覽次數:17
核心提示:在人身上,奧密克戎似乎具有高度傳染性,但引發的癥狀卻不如其他變種,它為何會這樣?它與宿主細胞和免疫系統是如何相互作用的?回答這些問題有助于催生更好的藥物或疫苗,也為新冠病毒是否會繼續變化,出現新變種提供相關線索。英國《自然》雜志在近日的報道中,解答了有關奧密克戎的四大謎團。傳播能力為何這么強?奧密克戎的快速傳播在很大程度上要歸功于其擁

在人身上,奧密克戎似乎具有高度傳染性,但引發的癥狀卻不如其他變種,它為何會這樣?它與宿主細胞和免疫系統是如何相互作用的?回答這些問題有助于催生更好的藥物或疫苗,也為新冠病毒是否會繼續變化,出現新變種提供相關線索。英國《自然》雜志在近日的報道中,解答了有關奧密克戎的四大謎團。

傳播能力為何這么強?

奧密克戎的快速傳播在很大程度上要歸功于其擁有數十種突變,這些突變將它與以前的變體區分開來,并使它能夠避開宿主體內的抗體,特別是能與病毒外圍的刺突蛋白結合并阻止病毒進入細胞的中和抗體。這意味著盡管很多人對新冠病毒早期版本已有廣泛的免疫力,但與德爾塔變體相比,奧密克戎有更多宿主可供選擇。另外,奧密克戎本身具有的某些特征也可能使其具有高度傳染性。

在病毒傳播方面,一種觀點認為,這種變體在鼻腔中產生的病毒顆粒濃度更高,因此感染者每次呼氣都會呼出更多病毒,但科學家們在這方面并沒有達成共識。

香港大學病毒學家邁克爾·常團隊對于人類肺部和支氣管組織的一項研究支持了上述猜測。他們的數據表明,奧密克戎在上呼吸系統中的復制速度快于以前所有的新冠病毒變體。帝國理工學院病毒學家溫迪·巴克利團隊的研究發現,奧密克戎在培養的鼻細胞中復制的速度比德爾塔快。

但一些研究報道稱,與以前的變體相比,免疫力低下的倉鼠肺部的奧密克戎病毒顆粒數更少,且均沒有傳染性。有些對人類的研究則表明,奧密克戎在上呼吸道產生的傳染性病毒顆粒的濃度與德爾塔相同或更低。

巴克利認為奧密克戎的傳播強度可能與它如何進入細胞有關。新冠病毒早期版本依靠細胞受體ACE2與細胞結合,并依靠TMPRSS2細胞酶來分解其刺突蛋白,從而使病毒進入細胞。但奧密克戎基本上放棄了TMPRSS2,細胞會將其整個吞下,它會鉆進一種稱為核內體的胞內小泡內。

巴克利說,鼻子內的許多細胞產生的是ACE2,而非TMPRSS2,這可能會幫助奧密克戎在被吸入后,尚未到達肺部和其他普遍表達TMPRSS2的器官時,就開始起作用,這可以部分解釋為何奧密克戎的傳播能力如此強。

癥狀為何并不嚴重?

從住院率和死亡率來看,與之前的變體相比,奧密克戎似乎更弱。但鑒于很多人通過接種疫苗或此前感染而具有了一定程度的免疫力,所以科學家們希望弄清它的“變弱”在多大程度上是因為許多人的免疫系統已經可以對付這種病毒,在多大程度上是因為病毒本身。

美國克利夫蘭凱斯西儲大學醫學院的科學家通過研究5歲以下兒童的首次感染情況來區分這兩種因素(這些兒童尚未接種疫苗),從急診室就診率、入院率或重癥監護室和對呼吸機的需求情況來看,感染奧密克戎的癥狀要比德爾塔輕。在另一項研究中,南非科學家分析了奧密克戎感染早期階段成人的住院和死亡風險,表面感染癥狀嚴重性降低的因素中,有25%是因為病毒本身的特性。

是什么使奧密克戎的“尖牙”變“鈍”了呢?邁克爾團隊發現,盡管該變種在上呼吸系統中的復制速度較快,但在肺部組織中的復制能力較弱。對嚙齒動物的研究發現,奧密克戎感染的肺部炎癥和損傷較少。對人類來說,奧密克戎在肺部大量繁殖或造成損傷的能力較小,導致嚴重肺炎和呼吸困難的病例較少,鼻傷風的病例數量較多。

巴克利說,感染奧密克戎癥狀嚴重性降低的另一個原因可能是它無法將單個肺細胞融合成更大合胞體——以前的新冠病毒變種可以如此。一些科學家認為,這種聚集物會引發癥狀或幫助病毒傳播。

如何對付奧密克戎?

人體對付病原體的關鍵“武器”之一是一種叫作干擾素的分子,當細胞檢測到病毒入侵時就會產生這種分子。干擾素會告訴受感染的細胞加強防御,還會向未受感染的臨近細胞發出警告信號,讓它們也加強防御。

以前的變體能避開或抑制干擾素的許多作用。一些研究表明,雖然奧密克戎失去了一些優勢,但它能更好地抵抗干擾素的影響。

研究人員也在研究病毒體內引起T細胞注意的部分。與之前的變體相比,能被T細胞識別的病毒蛋白在奧密克戎中似乎沒什么變化——這是個好消息,因為雖然T細胞對反復出現的威脅的反應比抗體慢,但它們一旦開始行動,就會非常有效,這有助于阻止感染癥狀變得更嚴重。

了解新冠病毒體內哪些部分很少發生變異并且能激活T細胞反應,可以幫助科學家們研發出新疫苗,誘導T細胞對抗當前和未來的病毒變種。

接下來會發生什么?

迄今為止的數據表明,奧密克戎在感染早期可能傳染性很高,但當它們試圖擴散到上呼吸道以外,或者遇到干擾素的阻擊時,病毒數量及感染其他細胞或人的能力就會迅速下降。

雖然奧密克戎感染癥狀的嚴重程度大幅降低,但大多數專家認為它不會是最終的變體。

美國哈欽森癌癥研究中心進化病毒學家杰西·布羅姆說,未來可能會出現兩種情況:一是奧密克戎繼續變異,產生一種更糟糕的奧密克戎+變體;另一種情況是出現一種新的、跟奧密克戎不相關的變體。

倫敦大學學院病毒學家露西·索恩說,科學家們擔心第二種情況,這表明病毒具有很強的適應性,“它有不止一種進化選擇”。由于有數十種變體,奧密克戎比其他變體的進化空間要大,其許多變異雖然更弱了,但卻遍地開花。此外,科學家們懷疑奧密克戎可能會滲透到更多物種體內,然后再次傳回人類,帶來新的危險。(科技日報記者劉霞)

責任編輯:胡惠雯

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