被称为BA.5的COVID奥密克戎亚变体于2022年2月在南非首次发现并迅速蔓延到世界各地。截至2022年7月的第二周,BA.5亚变体占美国COVID-19变体的近80%。2021年11月24日,南非的研究人员报告了奥密克戎变体的原始版本(B.1.1.529)后不久,许多科学家推测,如果奥密克戎的众多突变使它比前面的德尔塔变体更具传播性或在免疫规避方面更出色,那么奥密克戎将可能成为全世界的主导变体。

事实上,在2022年早期,奥密克戎变体确实成为主导,此后出现了几个奥密克戎的亚系或亚变体–这包括BA.1、BA.2、BA.4和BA.5等等。随着这种高传播性变体的不断出现,很明显,SARS-CoV-2即引起COVID-19的病毒正在有效地利用病毒用来逃避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所识别的关键蛋白质的形状以及伪装其遗传物质以欺骗人体细胞进而使其认为是自己的一部分而不是要攻击的入侵者。

病毒学家Suresh V. Kuchipud一直在跟踪SARS-CoV-2的传播和演变、评估奥密克戎亚变体逃避免疫系统的程度和感染后引起的疾病严重程度的变化。

如何衡量病毒在人群中的传播性?

基本繁殖数R0–读作“R-naught”–衡量病毒在尚未感染的人群中的传播性。

一旦人群中一定比例的个体因先前感染或接种疫苗而变得免疫,流行病学家就会使用有效繁殖数即Re或Rt来衡量病毒的传播性。据估计,奥密克戎变体的Re比德尔塔变体高2.5倍。这种增加的传播性很可能帮助奥密克戎超越了德尔塔进而成为主导变体。

那么更大的问题是,是什么推动了奥密克戎子系的进化?这个问题的答案是一个著名的过程,即自然选择。自然选择是一个进化过程,在这个过程中,给一个物种带来生殖优势的特征会继续传给下一代,而那些没有的特征会通过竞争被淘汰。随着SARS-CoV-2继续循环,自然选择将有利于给病毒带来最大生存优势的突变。

是什么使奥密克戎及其分支的传播如此隐蔽?

有几种机制促成了SARS-CoV-2变种的传播性增加。其中之一是能更强地与ACE2受体结合,这种蛋白质在体内主要帮助调节血压,但也能帮助SARS-CoV-2进入细胞。最近的奥密克戎亚系有一些突变,这使它们能更好地逃避抗体保护与此同时保留其与ACE2受体有效结合的能力。BA.5亚系可以逃避来自疫苗接种和先前感染的抗体。

奥密克戎亚系BA.4和BA.5跟早期的奥密克戎亚系共享几个突变,但也有三个独特的突变。L452R、F486V和R493Q的复归(或缺乏突变)。刺突蛋白中的L452R和F486V有助于BA.5逃避抗体。此外,L452R突变有助于病毒更有效地跟宿主细胞的膜结合,这是一个跟COVID-19疾病严重程度相关的关键特征。

虽然BA.5的另一个突变F486V可能有助于该亚系逃避某些类型的抗体,但它可能降低其跟ACE2结合的能力。引人注目的是,BA.5似乎通过另一个突变R493Q逆转来补偿ACE2结合强度的下降,该突变被认为可以恢复其对ACE2失去的亲和力。在保持跟ACE2结合能力的同时,成功逃避免疫的能力可能对BA.5的快速全球传播有潜在的贡献。

除了这些逃避免疫的突变之外,SARS-CoV-2一直在进化以抑制其宿主–在这种情况下是人类–的先天免疫力。先天免疫是身体对入侵病原体的第一道防线,由帮助对抗病毒的抗病毒蛋白组成。SARS-CoV-2有能力抑制其中一些关键的抗病毒蛋白的激活,这意味着它能有效地穿过身体的许多防御系统。这解释了感染在接种过疫苗或以前感染过的人中的传播。

先天免疫对SARS-CoV-2产生了强大的选择压力。德尔塔和奥密克戎这两个最近的、非常成功的SARS-CoV-2变体共享几个突变,它们可能是帮助病毒突破先天免疫的关键。然而研究人员还没有完全理解BA.5中的哪些变化可能使其能够做到这一点。

下一步是什么?

BA.5不会是游戏的终点。随着病毒的继续流通,这种进化趋势将可能导致出现更多能够逃避免疫的可传播变体。

虽然很难预测下一步会出现什么变体,但科学家们并不能排除其中一些变体可能导致疾病严重程度增加和住院率提高的可能性。随着病毒的不断进化,大多数人都会多次感染COVID-19–即使他们接种了疫苗以及加强针。这可能会让一些人感到困惑和沮丧并可能导致对疫苗的犹豫不决。因此,必须认识到,疫苗可以保护感染者免受严重疾病和死亡,而不一定是免受感染。

虽然更新疫苗以匹配流通中的变种是一种选择,但由于病毒的演变速度太快,所以在短期内可能并不实用。能产生针对广泛的SARS-CoV-2变体的抗体的疫苗和广泛的治疗方法–包括单克隆抗体和抗病毒药物–将是对抗COVID-19的关键。

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