據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，病毒一直在進(jìn)化，這是它們的內(nèi)在屬性之一。新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）是導(dǎo)致2019冠狀病毒?。–OVID-19）大流行的罪魁禍?zhǔn)祝溥M(jìn)化尤其令人關(guān)注。當(dāng)一個(gè)群體缺乏免疫力且大規(guī)模感染時(shí)，病毒的突變就可能會(huì)頻繁出現(xiàn)，因?yàn)椴《驹诙虝r(shí)間內(nèi)會(huì)進(jìn)行大量的復(fù)制。隨著免疫個(gè)體的增加，那些仍然可以在部分免疫群體中傳播的病毒將比原始病毒更有優(yōu)勢(shì)。我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中也一直看到這樣的情況，新的變種（具有若干突變，使其與原始病毒不同）和病毒株（被證實(shí)與原始病毒表現(xiàn)不同的變種）不斷出現(xiàn)。
需要說(shuō)明的是，變異是病毒繁殖時(shí)發(fā)生的隨機(jī)錯(cuò)誤。以新型冠狀病毒為例，其RNA基因組基于腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤和尿嘧啶，有時(shí)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。可能是一個(gè)腺嘌呤與一個(gè)尿嘧啶發(fā)生交換（替換突變也可能發(fā)生在其他任何堿基對(duì)上），或者一個(gè)或多個(gè)堿基被插入或刪除。如果某個(gè)突變能夠改變由這部分RNA序列所編碼的蛋白質(zhì)，就被稱為“非同義突變”，不導(dǎo)致氨基酸改變的突變被稱為“同義突變”或“沉默突變”。
幸運(yùn)的是，冠狀病毒的突變率通常相對(duì)較慢，這是因?yàn)椴《镜男?duì)能力可以對(duì)復(fù)制時(shí)的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正。通常，新型冠狀病毒在其基因組的3萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)中，每月只會(huì)積累兩個(gè)突變；這相當(dāng)于流感病毒突變發(fā)生率的一半，HIV的四分之一。然而，鑒于迄今已有1億多人感染新冠病毒，其非同義突變已不可避免。更大的問(wèn)題是確定哪些突變實(shí)際上為病毒提供了足夠的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了其在人群中的傳播。
幸運(yùn)的是，對(duì)于幾個(gè)最緊迫的問(wèn)題，科學(xué)家已經(jīng)獲得了一些重要的信息。
不同的SARS-CoV-2病毒株何時(shí)開始出現(xiàn)？
科學(xué)家了解到的第一個(gè)突變是D614G突變，首次報(bào)道是在2020年3月。當(dāng)某個(gè)突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)序列發(fā)生變化時(shí)，它的名稱會(huì)指出原始氨基酸、突變位置和新氨基酸的信息。該突變使病毒刺突蛋白中第614個(gè)氨基酸天門冬氨酸（簡(jiǎn)稱D）變?yōu)楦拾彼幔℅）。由于刺突蛋白能使病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合，因此這一改變是很顯著的；這樣的突變可能會(huì)幫助病毒更有效地與宿主受體（ACE2）結(jié)合。
不過(guò)，目前尚不清楚D614G突變是否也是如此。在一篇描述這種突變的論文中，作者提出，攜帶這種突變的變種正在快速傳播，綜合病毒行為的體外分析和與感染者有關(guān)的臨床數(shù)據(jù)，表明D614G突變可能為這些變種提供了一種選擇優(yōu)勢(shì)，這種突變也由此不斷傳播。但也有人并不這么認(rèn)為，他們提出了D614G突變占主導(dǎo)地位的另一種原因：疫情地理中心的轉(zhuǎn)變，從中國(guó)到歐洲（尤其是意大利），再到美國(guó)。在發(fā)現(xiàn)該病毒最初版本的中國(guó)，第614個(gè)氨基酸是天冬氨酸（D）的情況最為普遍；在歐洲，隨后在美國(guó)，新冠病毒刺突蛋白的這一位置則主要為甘氨酸。隨著更多具有D614G突變的輸出病例被發(fā)現(xiàn)，研究者認(rèn)為，這個(gè)變種可能僅僅由于運(yùn)氣或“創(chuàng)始者效應(yīng)”而成為主要的病毒株——即該病毒株占主導(dǎo)地位僅僅是因?yàn)樗莻鞑サ皆摰貐^(qū)的第一個(gè)病毒株——而不是因?yàn)槟撤N選擇優(yōu)勢(shì)。這一問(wèn)題還有待科學(xué)家進(jìn)一步研究。
自2020年9月以來(lái)，在全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了許多其他新冠病毒突變。目前在人群中流行的一些變種似乎比原先的變種更具有進(jìn)化優(yōu)勢(shì)，能更好地進(jìn)行傳播或致命性更高，甚至二者兼而有之。既然病毒的傳播已經(jīng)非常廣泛，當(dāng)我們看到新的變種在一些人群中占據(jù)主導(dǎo)地位時(shí)，更有可能是因?yàn)檫x擇——適應(yīng)性提高了——而不是創(chuàng)始者效應(yīng)。許多變種都表現(xiàn)出趨同進(jìn)化的跡象，這一事實(shí)支持了一個(gè)觀點(diǎn)：病毒獨(dú)立地發(fā)生了相同的突變，使它們更具傳染性，并在進(jìn)化上比先前存在的病毒株更具優(yōu)勢(shì)。
有哪些值得注意的病毒株？
最廣為人知的可能就是B.1.1.7變種，它于2020年9月首次在英國(guó)被發(fā)現(xiàn)。這一名稱來(lái)自于一個(gè)名為“PANGO遺傳譜系”（Pango lineages）的系統(tǒng)，其中A和B代表早期的譜系，字母后面的數(shù)字代表這些譜系的分支。B.1.1.7包含23個(gè)突變，使其有別于其野生型祖先。一項(xiàng)研究表明，這種變異病毒的傳染性要高出35%至45%，而且可能通過(guò)國(guó)際旅行至少8次傳入美國(guó)。盡管傳染性——而非致命性——提高似乎是這一變種的主要特征，但有研究報(bào)告稱，B.1.1.7變種也可能與死亡風(fēng)險(xiǎn)的增加有關(guān)。
與此同時(shí)，在2020年12月，另一種名為B.1.351的變種首次在南非被發(fā)現(xiàn)，不久之后，在巴西瑪瑙斯的第二次感染高峰期間，又發(fā)現(xiàn)了一種名為P.1的變種（瑪瑙斯在4月份已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)嚴(yán)重疫情，官員們甚至認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到了群體免疫）。這兩個(gè)變種似乎都更容易感染人類。
由于它們都比已有的譜系更具傳播優(yōu)勢(shì)，未來(lái)將很可能會(huì)看到這些變種繼續(xù)傳播。最近的研究預(yù)測(cè)，到今年3月中旬，B.1.1.7變種可能會(huì)成為主要譜系，占美國(guó)確診病例的一半以上。
這些變種與原始病毒有何不同？
與D614G突變一樣，許多突變都涉及到刺突蛋白的變化。B.1.1.7變種中的一個(gè)關(guān)鍵突變被稱為N501Y，會(huì)將名為天冬酰胺（N）的氨基酸殘基改變?yōu)槊麨槔野彼幔╕）的氨基酸殘基，位于刺突蛋白的第501位。為什么這種改變使病毒更具傳染性？科學(xué)家尚不清楚；也許這使病毒能更好地與宿主細(xì)胞結(jié)合，在呼吸系統(tǒng)中增加病毒數(shù)量，或者提高病毒的復(fù)制能力，抑或是其他原因。世界各地的實(shí)驗(yàn)室都在試圖通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決這一問(wèn)題。
B.1.351變種和P.1變種都具有N501Y突變和另一種名為E484K的突變，后者會(huì)將刺突蛋白第484位的谷氨酸（E）改變?yōu)橘嚢彼幔↘）。這種突變尤其令人擔(dān)憂，因?yàn)檫@似乎會(huì)使病毒更容易逃脫抗體介導(dǎo)的免疫，換言之，人體內(nèi)的抗體更難與刺突蛋白結(jié)合，從而更難以阻止病毒進(jìn)入細(xì)胞。
除了這些特定的變化，B.1.351和P.1譜系還各有大約20個(gè)其他的特殊突變。如果這兩個(gè)變種確實(shí)比原始病毒更容易逃脫免疫，或許就能可以解釋瑪瑙斯發(fā)生第二次嚴(yán)重疫情的部分原因。另一方面，這也意味著之前被感染的人會(huì)面臨被這些變異病毒再次感染的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上，巴西的一些病例報(bào)告已經(jīng)記錄了含有E484K突變的變種的再感染。
疫苗對(duì)這些變種仍然有效嗎？
是的，但可能沒(méi)那么有效。
在最近的兩份文獻(xiàn)中，莫德納（Moderna）和輝瑞-BioNTech疫苗的開發(fā)人員研究了疫苗接種者的抗體是否會(huì)在細(xì)胞培養(yǎng)基中中和（防止復(fù)制）含有SARS-CoV-2刺突蛋白突變形式的病毒?？贵w對(duì)攜帶B.1.1.7突變的病毒有很好的中和作用，但當(dāng)引入B.1.351突變時(shí)，中和作用降低了。然而，兩家公司都期望疫苗對(duì)這一變體也能很好地發(fā)揮作用；較低水平的保護(hù)性抗體仍然被認(rèn)為足以防止感染。諾瓦瓦克斯（Novavax）和強(qiáng)生（Johnson & Johnson）公司的疫苗尚未在美國(guó)上市，但在試驗(yàn)中對(duì)B.1.351和P.1變種的效果似乎也較差。
在不久的將來(lái)，醫(yī)藥巨頭可能需要為新的變種量身定制疫苗，其中一些疫苗已經(jīng)在開發(fā)中。
這些新版本的病毒來(lái)自哪里？
目前還無(wú)法確定。對(duì)于英國(guó)的B.1.1.7病毒株，似乎沒(méi)有任何明確的“中間”病毒變種，證明該毒株是從先前的優(yōu)勢(shì)病毒株進(jìn)化而來(lái)，并且隨著時(shí)間的推移逐漸積累突變。
相反，研究人員開始認(rèn)為，其中可能發(fā)生了一個(gè)巨大的進(jìn)化飛躍，并且很可能發(fā)生在一個(gè)已知的遭受持續(xù)感染的患者身上。2020年12月的一份病例報(bào)告描述了一名免疫功能嚴(yán)重低下的男性新冠病毒感染者。隨著時(shí)間的推移，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)他所攜帶的病毒種群經(jīng)歷了“加速病毒進(jìn)化”，可能是由于他的免疫系統(tǒng)無(wú)法控制病毒。當(dāng)檢查這些病毒的特異性突變時(shí)，醫(yī)生發(fā)現(xiàn)了N501Y突變和E484K突變，這二者也出現(xiàn)在當(dāng)時(shí)流行的B.1.351和P.1變種中，盡管這名男子本身并沒(méi)有感染這兩個(gè)變種。
現(xiàn)在我們可以想象一下，在全球范圍內(nèi)，這樣的過(guò)程正一次又一次地發(fā)生。一個(gè)變種只需要在合適的感染者和合適的環(huán)境中復(fù)制，它就可以在人群中迅速傳播。
美國(guó)能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)和阻止這些變種？
截至2021年2月7日，美國(guó)在病毒株分離和測(cè)序方面排名世界第36位，僅對(duì)0.36%的確診病例進(jìn)行了基因組分析。相比之下，英國(guó)已測(cè)序的病例約占其總病例的10%，丹麥為50%。新上任的拜登政府大幅提高了測(cè)序目標(biāo)，并撥出額外資金用于病毒測(cè)序。
就阻止病毒變種而言，除了一直在做的防疫措施，包括戴口罩、保持社交距離、勤洗手等，如今還可以加上接種疫苗。疫苗的作用至關(guān)重要，即使變種在一定程度上會(huì)降低疫苗的效力，至少B.1.351和P.1變種看起來(lái)是這樣，但效力降低仍然比沒(méi)有效力好；預(yù)防效力較低的疫苗仍然可以有效地預(yù)防重癥。另一個(gè)關(guān)鍵是停止“火上澆油”。通過(guò)基本的公共衛(wèi)生干預(yù)措施和接種疫苗，可以減少變種易感的宿主數(shù)量，并阻止這些變種的復(fù)制。（任天）
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