《自然》公佈影響今年科學進程十大人物：北京大學曹雲龍入選
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《自然》本週公佈了2022年度十大人物(Nature’s 10)榜單，榜單旨在評選十位在這一年重大科學事件中佔有一席之地的人物。《自然》特寫部主編理查德·蒙納斯特斯基表示：“在這充滿危機和精彩發現的一年裏，十位人物既有幫助我們探知宇宙最遙遠存在的天文學家，也有在新冠疫情和猴痘疫情中舉足輕重的研究人員，還有突破器官移植侷限的外科醫生。”
《自然》此次評選了在全球公共衞生問題上有突出貢獻的幾位人物。新冠疫情進入第3年，北京大學基因組學研究人員曹雲龍幫助追蹤新冠病毒的演化，並預測了導致新變異株產生的部分突變；麗莎·麥考克爾作為“患者主導研究合作組織”的創始成員，幫助提高了公眾對新冠肺炎的認識，並籌集到了研究經費；迪米·奧戈伊納是尼日利亞尼日爾三角洲大學的傳染病醫生，他對尼日利亞猴痘傳染病的研究工作提供了對抗猴痘疫情的關鍵信息。
幾位人物推動了非凡的科學成就和重要的政策進展。美國馬里蘭大學巴爾的摩分校的外科醫生穆罕默德·莫希丁帶領團隊完成了首次轉基因豬心臟的人體移植；美國國家航空航天局(NASA)戈達德航天中心天文學家簡·裏格比在韋布空間望遠鏡進入太空並正常工作的任務中起到了關鍵作用，讓人類探索宇宙的能力邁上了更高的新台階；美國科技政策辦公室代理主任阿隆德拉·納爾遜幫助拜登政府制定了其科學議程的重要內容；美國加州大學舊金山分校人口學家黛安娜·格林·福斯特就美國高等法院推翻對墮胎權法律保護這一決定的預期影響提供了關鍵數據。
在今年的十大人物榜單上，有一些名字與氣候變化和其他全球危機的發展息息相關。聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯呼籲各國積極應對氣候變化等危機；位於孟加拉國達卡的國際氣候變化與發展中心主任薩利穆爾·胡克積極推動發達國家承諾承擔氣候變化造成的“損失與損害”；聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)烏克蘭代表團團長斯維特蘭娜·克拉科夫斯卡提出了地緣政治與化石燃料間的關聯。
《自然》稱，現代科學研究是由團隊，且往往是大型團隊合作完成的，然而科研世界也充滿了個人產生影響的故事。《自然》年度十大人物並非一個獎項，也不是全球前十排行榜，它是對今年重要科學進展、事件以及其中一些關鍵人物和他們同事的記錄。
蒙納斯特斯基表示：“《自然》十大人物的故事以獨特視角濃縮了這不平凡一年中的一些最重大的科學事件。”
曹雲龍及其團隊的新冠研究
曹雲龍及其團隊在研究中發現，新的奧密克戎突變株的受體結合域（RBD）所攜帶的突變表現出趨同效應，獨立進化的毒株演變出了相同的RBD突變，這是此前新冠疫情中不曾見過的。病毒的趨同進化屬於小概率事件，因為病毒進化的方向非常多，現在出現趨同進化，説明兩件事：1）這些趨同進化的突變位點具備很高的選擇優勢；2）進化壓力非常集中。
奧密克戎RBD趨同進化
這些趨同突變對於抗體藥物和疫苗的逃逸能力極強。突破感染在極大程度上受限於“免疫印跡”。也就是説，接種過原始毒株的疫苗後，感染其他突變株主要喚起的還是原始株疫苗所誘導的抗體，很少產生針對新毒株的特異性中和抗體。
同時，突變株感染所誘導的非ACE2競爭和弱中和抗體比例增加，有效抗體佔比越來越少，抗體表位多樣性越來越低，從而導致免疫壓力越來越集中。由於病毒進化的驅動力主要來自免疫壓力，免疫壓力的集中會進而導致病毒進化位點的相應集中，最終導致趨同進化，且進化速度加快。
奧密克戎突破感染誘導的抗體分佈
根據大量抗體的RBD逃逸位點衡量體液免疫壓力，並結合病毒氨基酸突變概率、宿主細胞表面受體親和力等數據，團隊構建了基於中和抗體免疫壓力的新冠病毒RBD進化趨勢預測模型，並據此分別預測了BA.2和BA.5突破感染刺激產生抗體的突變逃逸圖譜。
結果顯示，與BA.2突破感染相比，BA.5突破感染刺激產生抗體的突變逃逸位點顯著減少，只剩下兩個顯著的逃逸位點（R346和K444），印證了其結合表位多樣性減少、免疫壓力高度集中。預測的突變熱點與現實世界中病毒的進化高度一致。也與現實高度吻合。
BA.2和BA.5突破感染誘導產生抗體的突變逃逸圖譜
團隊基於目前真實世界中人羣的免疫背景，預測了BA.2.75和BA.5未來的進化趨勢，並於今年7月構建了在BA.2.75和BA.5突變株的基礎上攜帶不同RBD和NTD趨同突變的假病毒，並通過中和試驗發現這些假病毒對不同中和抗體藥物和血漿樣本具有很高的逃逸能力。分別於10月份和11月份出現的BQ.1.1和CH.1.1分別與我們構建的BA.5-S3、BA.2.75-S4/S6假病毒高度一致。
結果表明，新冠突變是可以被預測的。通過提前預測可能出現的毒株並構建出相應的假病毒，可以提前設計開發疫苗和抗體藥物以應對未來可能出現的疫情。
BA.2.75和BA.4/BA.5最終趨同進化趨勢的準確預測（左：預測和構建的假病毒；右：現實中出現的突變株）
曹雲龍談近期疫情
近日，在一場直播講座上，曹雲龍還就一些熱點問題發表了自己的看法。
他認為，雖然奧密克戎致病性下降，但依然會引發大量人口死亡以及後遺症風險，因此我們還需要持續監測奧密克戎以及後續可能出現的變異株在致病性、重症率、後遺症風險等方面的變化。一些亞洲地區，包括香港、台灣、日本、韓國等地，疫情加重都是在奧密克戎到來之後，導致新冠死亡人數攀升，超額死亡人數也相應增加。
“疫苗接種和感染康復者都無法抵禦新突變株的感染。例如，感染BA.1後並不能防止BA.2和BA.5等後續新突變株的感染。只要有感染，就會有重症和死亡，即使比例降低，但感染基數較大的情況下，總的絕對數也會令人擔憂。”
對於“為何疫苗防感染的保護作用差，卻能防重症”的問題，曹雲龍解釋説：疫苗對於感染和重症的預防機制是不同的。
“疫苗防感染主要通過誘導中和抗體來實現，防感染的效果取決於暴露時有效抗體的中和滴度。目前新冠病毒主要通過呼吸道侵入人體，尤其是上呼吸道，但疫苗誘導的抗體大部分在血液中循環，很難進入上呼吸道，且誘導產生的抗體會被新突變株逃逸，加上抗體滴度隨時間自然衰減的影響，導致目前的疫苗防感染效果很差。”
“是否發生重症取決於病毒侵入後免疫系統的響應速度。當病毒侵入人體，會激活免疫系統產生抗體，只要這一免疫過程發生速度夠快，能夠追趕病毒繁殖的速度，就能有效防止重症。目前的疫苗對於防重症的效果比較好是因為，接種疫苗後體內會產生一些有效抗體的記憶B細胞（雖然這個比例在降低），這些記憶B細胞在病毒侵入後可以很快被激活，在3-7天內很快產生新的抗體，從而可以有效防重症。”
還有人提問：接種疫苗和自然感染相比，哪個更能產生保護性抗體？對此，曹雲龍表示，目前的疫苗都很難在上呼吸道建立免疫屏障，比起疫苗接種，自然感染可以更有效地在上呼吸道誘導產生抗體和T細胞反應，防感染效果略微好一點。
但不能因此寄希望於通過自然感染實現羣體免疫而放棄疫苗接種，原因有兩點：1）新突變株的再感染率很高，以前感染過也不能預防新毒株再次感染。2）感染的副反應遠遠大於疫苗接種的副作用。
尤其是對於老年人等高風險人羣來説，疫苗接種是最安全的選擇，疫苗的防重症效果還是比較理想的，三針滅活疫苗在老年人羣中的防重症率很高，香港的大規模真實世界研究表明，三針滅活疫苗防止重症或死亡的有效率達到97%以上。
（觀察者網綜合自科技日報、微信公眾號“呼吸界”）