2022-08-23 15:45:30

欧微米子亚型BA.5是如何成为伪装大师的——这对当前的COVID-19激增意味着什么

A woman wearing an N95 mask shops in a co<em></em>ngested street market.

这种名为BA.5的欧米克隆亚变种于2022年2月在南非首次被发现,并迅速传播到世界各地。截至2022年7月第二周,BA.5构成了美国COVID-19变种的近80%。

在南非的研究人员于2021年11月24日报告了原始版本的omicron变体(B.1.1.529)后不久,包括我在内的许多科学家猜测,如果omicron的大量突变使其比之前的delta变体更具传染性或更好地避开免疫,那么omicron可能会成为世界各地的主导变体。

在2022年早期,欧米克隆变种确实占据了主导地位,此后出现了几个亚系或亚变种:ba1、ba2、ba4和ba5等。随着这种高传染性变异的持续出现,很明显,导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒有效地使用了病毒用来逃脱免疫系统的经典技术。这些逃避策略包括改变免疫系统保护性抗体识别的关键蛋白质的形状,伪装其遗传物质以欺骗人类细胞,使其认为它是自己的一部分,而不是一个可以攻击的入侵者。

我是一名病毒学家,研究新出现的病毒和从动物跳到人类的病毒,如SARS-CoV-2。我的研究小组一直在跟踪SARS-CoV-2的传播和进化,评估欧微米亚变体逃避免疫系统的能力变化,以及它们在感染后导致的疾病严重程度。

5亚型比之前的亚型更能避开人体的免疫系统。

如何测量病毒在人群中的传播能力?

基本繁殖数R0——读作“r零”——衡量病毒在未感染人群中的传播能力。

一旦人群中有一部分人因先前的感染或接种疫苗而产生免疫力,流行病学家就使用“有效繁殖数”来衡量病毒的传播能力。据估计,omicron型的Re比delta型高2.5倍。这种增加的传播能力很可能帮助omicron在竞争中击败delta,成为主导变种。

那么,更大的问题是,是什么推动了欧微米亚系的进化?这个问题的答案是众所周知的自然选择过程。自然选择是一个进化过程,在这个过程中,赋予物种繁殖优势的特征会继续遗传给下一代,而没有这种优势的特征会在竞争中被淘汰。随着SARS-CoV-2继续传播,自然选择将有利于使病毒具有最大生存优势的突变。

是什么让欧米克隆及其分支在传播时如此隐秘?

几种机制有助于增加SARS-CoV-2变种的传播能力。一是更强地结合ACE2受体的能力,ACE2受体是人体内的一种蛋白质,主要帮助调节血压,但也可以帮助SARS-CoV-2进入细胞。最近的omicron亚系有突变,使其更好地逃避抗体保护,同时保持其有效结合ACE2受体的能力。BA.5亚系可以逃避疫苗接种和既往感染的抗体。

欧米克隆亚系BA.4和BA.5与早期的欧米克隆亚系有多个突变,但也有三个独特的突变:L452R、F486V和R493Q的逆转(或缺乏突变)。刺突蛋白中的L452R和F486V帮助BA.5逃脱抗体。此外,L452R突变有助于病毒更有效地与宿主细胞的膜结合,这是与COVID-19疾病严重程度相关的关键特征。

BA.5亚型是respo nsible占美国目前所有COVID-19病例的三分之二。

尽管BA.5中的另一个突变F486V可能有助于亚系逃脱某些类型的抗体,但它可能会降低其与ACE2结合的能力。值得注意的是,BA.5似乎通过另一种突变R493Q逆转弥补了ACE2结合强度的下降,这被认为是恢复了它对ACE2失去的亲和力。成功逃脱免疫的能力,同时保持其与ACE2结合的能力可能是ba在全球快速传播的潜在原因。

除了这些逃避免疫的突变,SARS-CoV-2一直在进化,抑制其宿主(在这里是人类)的先天免疫。先天免疫是人体抵御病原体入侵的第一道防线,由帮助对抗病毒的抗病毒蛋白质组成。SARS-CoV-2有能力抑制一些关键抗病毒蛋白的激活,这意味着它能够有效地突破人体的许多防御。这就解释了在接种疫苗或以前感染的人群中传播感染的原因。

先天免疫对SARS-CoV-2具有很强的选择压力。Delta和omicron是最新的两种非常成功的SARS-CoV-2变体,它们有几个共同的突变,可能是帮助病毒突破先天免疫的关键。然而,科学家们还没有完全了解BA.5的哪些变化可能会让它这样做。

接下来是什么?

BA.5不会是游戏的终结。随着病毒继续传播,这种进化趋势可能会导致出现更多具有免疫逃逸能力的传染性变异。

虽然很难预测接下来会出现什么变异,但我们的研究人员不能排除其中一些变异可能会导致疾病严重程度增加和更高的住院率的可能性。随着新冠病毒的持续演变,即使接种了疫苗,大部分人也会多次感染。这可能会使一些人感到困惑和沮丧,并可能导致接种疫苗犹豫不决。因此,有必要认识到,疫苗可以保护你免受严重疾病和死亡,而不一定能防止感染。

过去两年半的研究帮助像我这样的科学家对这种新病毒了解了很多。然而,由于病毒不断演变,许多悬而未决的问题仍然存在,我们只能努力瞄准一个不断变化的目标。虽然更新疫苗以匹配流行的变异是一种选择,但由于病毒进化得太快,这在短期内可能不现实。能够产生针对多种SARS-CoV-2变种的抗体的疫苗,以及包括单克隆抗体和抗病毒药物在内的多种治疗方法的鸡尾酒疗法,将在抗击COVID-19的斗争中发挥关键作用。