比英國毒株更可怕：南非新冠病毒變異株可顯著逃避抗體攻擊_風聞

當前，新冠病毒主要有三種不同的變異株，分別來自英國、南非和巴西。現有新冠疫苗對新的變異毒株能否起效，決定着全球疫情防控局勢的走向。已有體外實驗顯示現有疫苗對英國變異株有效，具體到人體內還有待觀察。但本週一篇關於南非變異株的預印本論文帶來了令人擔憂的消息，並迅速引起了科學家的關注。

撰文 | Idobon、史雋

原標題：《比英國毒株更可怕：南非新冠病毒變異株可顯著躲避抗體攻擊，新冠疫苗或需更新丨117三人行》

2020年的最後一天，世界衞生組織WHO公佈的病毒暴發新聞（Disease Outbreak News）[1]中談及了四個引起廣泛關心與討論的新冠病毒變異，分別是：D614G變異株、英國變種新冠病毒株B.1.1.7、南非變種新冠病毒株501Y.V2和丹麥水貂變異株。

其中，D614G變異株早在2020年2月下旬起就已經席捲全球，成為歐美流行的新冠病毒的主流毒株。而2020年6月出現的新冠病毒經由水貂回傳給人類的情況，感染病例較少，9月後未再在人類身上發現[2]。

最新發現的新冠病毒變異株來源於巴西亞馬孫州採到的病毒樣本，2021年1月14日，研究人員發現了包括刺突蛋白在內的多處變異[3]，將之命名為P.1變異株。隨後，日韓等國家確診首例P.1變異株感染病例[4]。目前，對P.1變異株的研究尚在進行中。

當前，媒體報道最多的是英國新冠病毒變異株B.1.1.7。2020年9月21日，英國首次發現變種的新冠病毒株。11到12月，這一變異株在英國迅速傳播，成為英國最常見的毒株。12月19日，英國首相鮑里斯·約翰遜表示，新變種病毒B.1.1.7的傳播性可能比之前發現的病毒高出70%[5]，並對倫敦等地區實行新的第四級嚴控防疫措施。全球40多個國家及地區對英國實施旅行禁令。然而，這一切仍然無法阻止病毒的傳播。2021年1月20日，北京大興發現2例英國B.1.1.7變異株導致的病例，令中國國內防控形勢更為嚴峻[6]。

現有新冠疫苗能否抵抗來自英國的變異株？1月7日和 1月19日，輝瑞公司研究人員在生物預印本網站bioRxiv相繼發表了最新研究數據[7, 8]，顯示該公司的mRNA疫苗依然能夠中和英國的B.1.1.7變異株。

然而，其實最令人擔憂的其實是南非的變異株。

2020年12月上旬，南非政府向全球公告新冠病毒的新變異 501.V2（亦稱501Y.V2）。這個突變和英國變異株一樣，也是在刺突蛋白上，它主要有三個突變：K417N，E484k 和 N501Y[9]。初期研究顯示，501.V2變異株有較高的病毒量，擴散較快、傳播性較高。根據歐洲疾病預防管制中心快速風險評估（ECDC Rapid Risk Assessment）2020年12月29日的報導，501Y.V2毒株最早出現於2020年8月初，到11月初，已成為南非主要病毒株，後來在英國及其他國家也陸續出現。截至去年12月底，南非感染人數中，501Y.V2毒株的比例已逾80%[10]。

新冠病毒變異株501Y.V2的3D結構圖【2】，請前往“返樸”公眾號觀看。

1月19日，南非國家傳染病研究所（NICD）的研究人員Wibmer等人在bioRxiv發表了題為SARS-CoV-2 501Y.V2 escapes neutralization by South African COVID-19 donor plasma 的預印本論文[11]。論文稱，南非出現的新冠變異毒株501Y.V2能顯著逃避三類相關單克隆抗體的攻擊。更糟的是，康復期病人血清中的中和抗體對該變異株的效應也顯著降低了。研究數據暗示着，南非變種新冠毒株很有可能“二次感染”人，而當前基於刺突蛋白的疫苗可能對其無能為力，功效降低。

論文一上線，就立刻引起了關注。美國福瑞德·哈金森癌症研究中心的知名病毒研究專家Trevor Bedford在推特上連續發佈十條推文討論這項研究結果[12]。

Bedford重新繪製了預印本中的數據，使數據效果看起來更加清晰。下圖中，每條線代表着來自一個康復患者的血清，左側藍點是血清裏針對野生型新冠病毒的中和抗體滴度（y軸數據），右側藍點是血清裏針對501Y.V2變異病毒的中和抗體滴度。注意滴度值為對數數據。

很明顯，在研究採用的所有康復血清樣本里，針對501Y.V2變異株的中和效價都降低了。舉個直觀的例子，中和抗體的效價降低2倍，則意味着需要兩倍的康復血清來中和等量的病毒。

下圖是44個樣本血清對501Y.V2變異株的中和效價的折減分佈圖。從圖中可以看到，相比於對野生型病毒株的中和抗體滴度，康復血清對501Y.V2變異株產生的抗體滴度平均降低了8倍。具體到每個樣本，有些樣本沒有降低，但有些降低幅度甚至高達64倍。

這些降低倍數的具體數值有什麼意義呢？

拿流感疫苗來説，如果因為流感病毒的變異，導致現有的流感疫苗對變異株的中和抗體的滴度降低8倍時，WHO就會建議製作新的流感疫苗。當然，新冠病毒與流感病毒不一樣，中和結果可能無法直接比較，但可以推測，是否需要更新新冠疫苗的界限也會在這個數值附近。換言之，新冠病毒的疫苗可能也要進行季節性更新。

這可能意味着疫苗抗原需要作出一些改變，以適應變異株上的刺突蛋白的突變。從現有的數據看， mRNA疫苗是非常好的選擇，可以對抗原做出修改。一方面，它可以引起強烈的免疫反應；另一方面，初始中和效應高（mRNA疫苗的有效率高達95%），折減後的影響，總要好於初始中和效應低的疫苗（折減後效應更低了）。此外，抗原的單個突變通常對引起的多克隆免疫反應的影響較小。因為mRNA疫苗能夠引起強免疫反應，除非對疫苗做很大幅度的改動，疫苗的功效應該不會顯著降低。

這篇預印本論文只是調研了中和抗體的滴度。我們目前還不知道中和抗體滴度和疫苗保護作用的直接相關性。換句話説，是不是中和抗體的效果減弱就一定意味着在人體的保護作用減弱？我們還沒法定論。

目前，501Y.V2變異株仍然在很大程度上僅限於南非，但它（或其他變異株）可能會在未來幾個月內更廣泛地傳播。

如果進一步研究證實了該預印本的研究結果，那麼基於季節性流感的數據，很可能到2021年秋季，我們就需要改動現有的疫苗設計，來適應新的變異株。

參考文獻

[1] https://www.who.int/csr/don/31-december-2020-sars-cov2-variants/en/

[2] https://sarscov2.sinica.edu.tw/doc/20210109.html

[3] https://time.com/5931366/brazil-new-covid-19-strain/

[4] https://www.yicai.com/news/100918138.html

[5] https://www.bbc.com/news/health-55388846

[6] http://www.xinhuanet.com/2021-01/20/c_1127005868.htm

[7] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.07.425740v1

[8] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.18.426984v1

[9] https://doi.org/10.1101/2020.12.21.20248640

[10] https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/covid-19-risk-assessment-spread-new-sars-cov-2-variants-eueea

[11] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.18.427166v1

[12] https://twitter.com/trvrb/status/1351785356782313473