新冠未来会变得像流感吗?来自病毒演化专家的回答

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新冠未来会变得像流感吗?来自病毒演化专家的回答

作者:SARAH COBEY, JESSE BLOOM, TYLER STARR  2022年3月28日纽约时报

作为研究病毒如何演化的科学家,我们经常被问及新型冠状病毒的未来。它会消失吗?会变得更糟吗?会在我们生活中蛰伏吗?会变成流感那样的季节性感染吗?

以下是我们知道的:与武汉出现的原始株相比,奥密克戎变异株具有更显著的感染性和更强的疫苗耐受性。至少从生物学角度来看,病毒没有理由不继续演化。截至目前的新冠病毒变异株,仅尝试了进行演化探索最有可能利用到的基因空间的一小部分。

像SARS-CoV-2这样的病毒面临一个压倒一切的演化压力,那就是要变得更擅于传播。引发更多感染的病毒将会更成功。通过变得更具传染性以及绕过免疫系统,病毒可以实现这一点。这次的新冠病毒已经历了几次适应性变化,使其更容易在人类中传播。

但是,尽管SARS-CoV-2会在演化压力下变得更擅于传播符合许多科学家的预期,包括我们在内,但新冠病毒对演化压力的应对如此之好则引人注目。与2020年初首次在全球传播的毒株相比,像奥密克戎和德尔塔这些最近的变异株传染性强了好几倍。这种大幅增长使SARS-CoV-2比许多感染人类呼吸道的病毒具有更高的传染性。在推动新冠病毒到目前为止的大流行中,传染性大幅跃升发挥了重要作用。

虽然SARS-CoV-2的传染性还能增长多少是个悬而未决的问题,但传染性不会无限增长。即使演化也有约束:猎豹不能演化到速度无限快,SARS-CoV-2也不能演化到具有无限传染性的程度。

其他病毒的传染能力已经不再增长。麻疹等一些呼吸道病毒的传染性比今天的SARS-CoV-2更强。引发流感等其他疾病的病毒一般不具有像SARS-CoV-2这样的传染性。虽然我们不知道这种冠状病毒何时会达到传染性稳定期,但稳定期终将会出现。

像新冠这样的病毒也可以通过“逃避”对此前变异株的免疫来更好地传播。在疫情早期,人们对SARS-CoV-2几乎没有免疫力。但世界很多地方,人们已通过接种疫苗或感染获得了抗体。因为抗体能阻止感染,所以那些能绕过抗体的变异株将具有越来越大的优势。

奥密克戎变异株免疫逃逸的重要性已显而易见。像德尔塔这样之前的变异株逃避抗体能力有限,但奥密克戎变异株的许多突变降低了抗体识别它的能力。这个原因再加上奥密克戎变异株的传染性使它能引发一波巨大的感染。

新冠病毒能够感染接种过疫苗的人群或此前感染过新冠的人群,虽然它演化出这种能力并不应该令人惊讶,但奥密克戎变异株是如何演化出这种能力的,却令人惊讶。演化通常以渐进方式进行,新的成功变异从最近的成功变异中衍生出来。这就是为什么六个月前,包括我们在内的许多科学家都认为,下一个变异株将从当时占主导地位的德尔塔变异株衍生出来。但是演化违背了我们的预期,给了我们奥密克戎变异株,这个变异株有大量的突变,祖先也不是德尔塔。新冠病毒究竟怎样实现了导致奥密克戎变异株的巨大演化跃进,目前还不清楚,但许多科学家(包括我们)的猜测是,奥密克戎变异株也许是在那些不能很好地抵抗病毒的人身上出现的,病毒在他们身上得到了产生变异的时间。

未来的变异株是否具有更多类似奥密克戎那样的大跃进,还是具有更典型的渐进变化,目前尚不可知,但我们确信,SARS-CoV-2将继续演化,以逃避免疫。

虽然病毒的传染性在某个特定时刻进入停滞状态,但其他逃避免疫的人类病毒仍在不断地进行这个过程。流感疫苗几十年来每年都要更新,以跟上病毒的演化,而一些流感病毒毫无放缓演化的迹象。免疫逃逸是一场无止境的演化军备竞赛,因为免疫系统总能产生新的抗体,而病毒的响应有大量可供探索的突变。以奥密克戎变异株为例,它只具有在SARS-CoV-2或相关蝙蝠病毒中观察到的许多突变中的很小一部分,而这些观察到的突变也只是实验室实验表明该病毒可能探索的潜在突变中的很小一部分。

所有这些加在一起,我们预期SARS-CoV-2将继续引发新的流行,但这些流行将日益受病毒绕过免疫系统能力的驱动。从这个意义上看,新冠病毒的未来也许会像季节性流感,每年都有导致病例激增的新变异株。如果出现这种情况(这是我们预计将发生的),新冠疫苗也许需要像流感疫苗一样定期更新,除非我们研发出针对更广谱变异株的疫苗。

当然,所有这些对公共卫生的重要性取决于病毒使我们病得多重。这是最难预测的,因为虽然演化选择传染性高的病毒,而它是否会让疾病变得更严重或更轻则主要取决于运气。但我们的确知道,免疫将降低疾病的严重程度,即使并不能完全阻止病毒感染和传播,而且在许多国家,通过接种疫苗和先前感染获得的免疫力帮助减弱了奥密克戎变异株引发的感染浪潮。更新或改进的疫苗,以及其他减缓传播的措施仍是我们应对不确定的病毒演化未来的最佳策略。

Sarah Cobey (@sarahcobey) 是芝加哥大学一个计算小组的负责人,该小组研究免疫力、病毒进化与传播之间的交叉领域。

Jesse Bloom (@jbloom_lab) 是西雅图福瑞德·哈金森癌症研究中心一个实验室的负责人,该实验室融合实验和计算机运算对SARS-CoV-2这样的病毒进化进行研究。

Tyler Starr (@tylernstarr) 是Jesse Bloom实验室的一名博士后研究员。

翻译:Cindy Hao

(XYS20220328)

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