病毒變異對(duì)疫苗及藥物研發(fā)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)較小
近日,新冠病毒仍在全球蔓延,目前全球確診病例超過(guò)210萬(wàn),死亡人數(shù)超14萬(wàn)。中國(guó)工程院院士鐘南山曾表示,疫苗是解決新冠肺炎的根本。
然而,人們?cè)谄诖呙缂八幬镌缛粘霈F(xiàn)的同時(shí),新冠病毒也可能正在發(fā)生變異,以適應(yīng)不同人群的免疫系統(tǒng)抵抗力。
新冠病毒變異是否會(huì)影響疫苗及藥物研發(fā)的速度?冠狀病毒變異規(guī)律是什么樣的?為此,《中國(guó)科學(xué)報(bào)》專訪了武漢大學(xué)病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任藍(lán)柯。
清楚病毒傳播鏈條才能控制傳染源
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:最近關(guān)注到英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)表了SARS-CoV-2變種和傳播路徑的研究論文,認(rèn)為新冠病毒目前出現(xiàn)了三類變種,并把每個(gè)變種和具體國(guó)家聯(lián)系在了一起。您如何看待這篇論文的觀點(diǎn)?
藍(lán)柯:我們?cè)诮庾x一篇科學(xué)論文時(shí)需要去看原著,尤其要注意原文使用的方法學(xué),進(jìn)行科學(xué)的判斷。
首先,該文分析的樣本量只有160份病毒序列,相對(duì)于新冠病毒感染的200萬(wàn)人而言,樣本量太小,尚不能代表病毒的全部進(jìn)化規(guī)律。
其次,該文采用基于基因序列分析的生物信息學(xué)方法,而病毒溯源還需要很多病毒學(xué)證據(jù)、流行病學(xué)證據(jù),形成完整的鏈條,單純的計(jì)算分析并不能揭示全貌。
因此,這種小樣本的ABC分型以及與國(guó)家的掛鉤是不夠準(zhǔn)確的。
尤其文中的A類只包括44份樣品,包括美國(guó)9份、中國(guó)大陸16份、澳大利亞5份、韓國(guó)5份等。根據(jù)這44份樣品指示病毒的來(lái)源國(guó)家和地區(qū)證據(jù)并不充分。
病毒是一種寄生生物,不能脫離宿主生存。因此,病毒溯源不能單純分析病毒序列,還要同宿主物種和樣本采集時(shí)間一起分析。
這對(duì)急性感染的病毒溯源來(lái)說(shuō)是很難的,因?yàn)椴《緜鞑ミ^(guò)程中的很多關(guān)鍵證據(jù)隨著時(shí)間丟失了,最終形成的只是一種可能的推論。
很多病毒暴發(fā)多年后,在自然界的跨物種傳播鏈仍然沒(méi)有搞清楚。
目前認(rèn)為,造成人類中大流行的烈性病毒,絕大多數(shù)來(lái)自于野生動(dòng)物,例如蝙蝠和黑猩猩等,這些病毒一旦由于人類行為不當(dāng),跨種傳播到人身上,由于人體缺少相應(yīng)的免疫力,很容易造成大范圍暴發(fā)流行。
因此,病毒的溯源研究,更重要的是搞清楚哪些野生動(dòng)物可能是它的天然宿主,哪些動(dòng)物是中間宿主,是怎么傳播到人的,呈現(xiàn)完整的病毒傳播鏈條,這樣才能控制傳染源,降低再次大暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。
在全球化的今天,不管病毒從哪個(gè)國(guó)家暴發(fā),都會(huì)威脅全球公共健康;人類是命運(yùn)共同體,新冠病毒是人類共同的敵人,理應(yīng)積極開(kāi)展全球合作,最終戰(zhàn)勝這次疫情。
適應(yīng)人類的病毒的致病性更弱
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:鐘南山院士提到,新冠病毒因基因突變,已非常適合人類體內(nèi)。應(yīng)該如何理解?
藍(lán)柯:我的理解是,鐘院士所說(shuō)的非常適合人類,是與SARS以及其他一些局限傳播的病毒相比較而言的。
新冠病毒確實(shí)造成了全球范圍內(nèi)的大流行,并且可以有效地入侵人體,利用人細(xì)胞的受體入胞并完成病毒感染生命周期。
可以通過(guò)飛沫傳播,我們還發(fā)現(xiàn)在病人使用的廁所中存在相當(dāng)數(shù)量的病毒,提示了飛沫傳播以外的糞口傳播等多種可能的傳播途徑,這說(shuō)明新冠病毒確實(shí)成功地建立了人際傳播途徑并在人群中流行開(kāi)來(lái)。
但是一個(gè)非常適應(yīng)人類的病毒往往表現(xiàn)為更弱的致病性,以達(dá)到與人類共存的關(guān)系,比如季節(jié)性暴發(fā)的人流感病毒。
目前新冠病毒在全球范圍的死亡率不等,但仍高于季節(jié)性人流感病毒。因此,我們認(rèn)為新冠病毒還沒(méi)有達(dá)到對(duì)人類的完全適應(yīng)。
冠狀病毒變異需要的時(shí)間更長(zhǎng)
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:冠狀病毒的變異規(guī)律是什么樣的?
藍(lán)柯:至于變異規(guī)律,我們需要注意,冠狀病毒是RNA病毒,突變較DNA病毒更快,但冠狀病毒與大家所熟悉的其他RNA病毒(如流感、登革熱等)不同,其基因組編碼一個(gè)外切核酸酶,在RNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄過(guò)程中具有校正功能,導(dǎo)致冠狀病毒RNA突變速度比其他RNA病毒低5~10倍。
根據(jù)這個(gè)理論推測(cè),冠狀病毒的變異和分子進(jìn)化需要較長(zhǎng)的時(shí)間,如果我們能利用好這個(gè)時(shí)間窗口,盡早控制病毒的人際傳播,就可能擁有充足的時(shí)間阻斷病毒的變異。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:如果發(fā)生了變異,有無(wú)可能導(dǎo)致新冠肺炎流感化?
藍(lán)柯:目前預(yù)測(cè)新冠是否會(huì)流感化為時(shí)尚早,但確實(shí)有的冠狀病毒可以在人群中造成流感化,比如人冠狀病毒OC43和HKU1,在每年冬季暴發(fā)。
根據(jù)美國(guó)的統(tǒng)計(jì),OC43的感染率約2.2%,其他幾個(gè)人冠狀病毒感染率在1%以下(如HCoV-NL63大約1.0%,HCoV-229E大約0.8%,HCoV-HKU1大約0.6%),其癥狀都較輕或無(wú)癥狀,以兒童感染為主,鮮少有死亡病例報(bào)道。
目前,新冠病毒仍處于大流行階段,死亡率(各國(guó)各地區(qū)大約0.6%到3.5%不等)比SARS低,但比其他冠狀病毒高。
季節(jié)性流感化通常需要病毒對(duì)宿主的長(zhǎng)期適應(yīng),宿主建立一定的免疫力使病毒弱化,所以不能排除新冠流感化的可能。但流感化的病毒往往致病性和死亡率都會(huì)下降,也會(huì)相應(yīng)地減輕防控的壓力。
注意病毒的耐藥性突變問(wèn)題
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:病毒一旦發(fā)生變異,是否會(huì)對(duì)疫苗和藥物的研發(fā)帶來(lái)挑戰(zhàn)?
藍(lán)柯:包括冠狀病毒在內(nèi),RNA病毒變異的總體規(guī)律是隨機(jī)突變。
通常來(lái)說(shuō),隨機(jī)突變通常發(fā)生在相對(duì)不重要的病毒基因上,子代病毒才容易被保留下來(lái)。
如果突變發(fā)生在重要的病毒基因上(如S蛋白、RNA聚合酶或者其它與復(fù)制相關(guān)的關(guān)鍵病毒蛋白等),則會(huì)導(dǎo)致子代病毒生存力變?nèi)?,從而被生存力更?qiáng)的野生型病毒所取代。
再結(jié)合我上面提到,冠狀病毒的變異相對(duì)于其他RNA病毒會(huì)更慢一些,因此冠狀病毒的關(guān)鍵病毒基因的變異需要時(shí)間。
從長(zhǎng)期看,病毒變異對(duì)抗病毒藥物的研發(fā)確實(shí)是很大的挑戰(zhàn),但是我們武漢大學(xué)病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中發(fā)展了一種新的思路,自主研發(fā)了一系列靶向宿主蛋白的抗病毒候選藥物,這類藥物作用于病毒復(fù)制所必須依賴的宿主蛋白,不受病毒變異的影響,對(duì)野生型和突變型病毒同樣有效,可避免病毒的耐藥性突變問(wèn)題,我認(rèn)為是一種很有前景的研究策略。
當(dāng)然,在疫苗和靶向病毒藥物研發(fā)成功并大量使用之后,仍應(yīng)持續(xù)觀察和長(zhǎng)期研究病毒突變導(dǎo)致的免疫逃逸和耐藥性等問(wèn)題。
疫苗和藥物的研發(fā)是針對(duì)病毒關(guān)鍵基因和抗原設(shè)計(jì)的,因此在目前這個(gè)階段,病毒變異對(duì)疫苗及藥物研發(fā)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)較小。