新冠病毒變異株或已出現(xiàn)新冠疫苗還有效嗎

石云雷

兩種突變病毒株

此前最受關(guān)注的是新冠病毒刺突蛋白上的D614G突變，去年6月，該變體成為全球范圍內(nèi)最主要的新冠病毒，能促進(jìn)病毒進(jìn)入人類細(xì)胞。但它并不位于受體結(jié)合域，因此不會(huì)影響疫苗的效果。但近期，一些新出現(xiàn)的新冠病毒突變毒株帶來(lái)了更大的威脅。

例如，在英國(guó)出現(xiàn)的有7個(gè)突變位于刺突蛋白上，其中關(guān)鍵的突變N501Y就存在于受體結(jié)合域，且在與病毒結(jié)合的序列中。它能增加新冠病毒與人細(xì)胞ACE2受體的親和力，加快病毒在人群中的傳播。除此之外，其刺突蛋白上的兩個(gè)氨基酸丟失，或可以幫助其逃避免疫反應(yīng);而P681H 突變可能還會(huì)增強(qiáng)它與細(xì)胞的融合能力。

但相比之下，在南非發(fā)現(xiàn)的501.V2突變株情況更加嚴(yán)重。它的刺突蛋白上存在9個(gè)突變，其中3個(gè)位于刺突蛋白的受體結(jié)合域，分別是N501Y、K417N和E484K。尤其值得注意的是，E484K也位于受體結(jié)合域的結(jié)合序列中。

3D打印的新冠病毒的刺突蛋白

前期檢測(cè)顯示，這一突變與病毒逃脫綜合性抗體的能力相關(guān)，可能會(huì)影響一些靶向刺突蛋白疫苗的效果。此外，501.V2突變株的刺突蛋白上還存在3個(gè)氨基酸的丟失，這可能會(huì)影響新冠病毒的抗原性，進(jìn)而導(dǎo)致病毒出現(xiàn)“逃逸突變”，逃避單克隆抗體（單一的特異性抗體，能與刺突蛋白上特定的序列結(jié)合）的免疫反應(yīng)。

根據(jù)WHO官網(wǎng)的數(shù)據(jù)，截至1月12日，B.1.1.7突變株已傳播到了50多個(gè)國(guó)家，它的傳播速度比此前傳播的其他新冠病毒株更快。另外截至目前，501.V2突變株已蔓延到29個(gè)國(guó)家。南非科學(xué)家和官員表示，501.V2突變株在年輕人中的流行度更高，相比于其他突變株，更容易造成嚴(yán)重的疾病，還可能造成“重大的再感染風(fēng)險(xiǎn)”。南非衛(wèi)生部也表示，這種突變株可能正在推動(dòng)南非的第二波新冠大流行，因?yàn)樗绕渌缙谕蛔冎甑膫鞑ニ俣雀臁?/p>

近期，發(fā)表于預(yù)印本平臺(tái)bioRxiv的多項(xiàng)研究，測(cè)試了目前使用的新冠疫苗、單克隆抗體和治療性血清對(duì)B.1.1.7突變株和501.V2突變株的作用效果。研究顯示，當(dāng)前的疫苗或許還對(duì)B.1.1.7突變株有效，但它們對(duì)501.V2突變株以及一些新的突變株的情況，或不容樂觀。

疫苗、血清的免疫效應(yīng)

1月19日，輝瑞公司和BioNTech在預(yù)印本平臺(tái)bioRxiv上公布了BNT162b2疫苗對(duì)在英國(guó)發(fā)現(xiàn)的B.1.1.7突變株刺突蛋白的中和效果。他們利用水皰性口炎病毒（VSV）構(gòu)建了假病毒模型，即在病毒表面表達(dá)B.1.1.7突變株完整的刺突蛋白，并以此驗(yàn)證了BNT162b2接種個(gè)體的血清對(duì)它的中和效力。結(jié)果顯示，血清的中和活性沒有明顯降低，因此這一突變株或許不會(huì)影響B(tài)NT162b2疫苗產(chǎn)生的免疫保護(hù)。目前，這項(xiàng)研究還有待同行評(píng)議。

緊隨其后的是兩項(xiàng)評(píng)估501.V2突變株的研究（目前同樣在bioRxiv平臺(tái)上等待同行評(píng)議），來(lái)自美國(guó)和南非的研究人員分別測(cè)試了治療性血清、單克隆抗體對(duì)該突變株的抑制能力。

mRNA疫苗介導(dǎo)產(chǎn)生的多種抗體在新冠病毒受體結(jié)合域上的作用位點(diǎn)

其中，美國(guó)加州理工學(xué)院、洛克菲勒大學(xué)和NIH的科學(xué)家分析了mRNA-1273疫苗和BNT162b2疫苗介導(dǎo)的免疫反應(yīng)對(duì)501.V2突變株的中和效果。他們分別給14位和6位志愿者接種了mRNA-1273和BNT162b2疫苗，并收集和分析了他們的血清。在第2劑疫苗注射的8周后，志愿者血清中出現(xiàn)了很高的抵抗新冠病毒刺突蛋白、受體結(jié)合區(qū)域的特異性IgM和 IgG抗體。

他們通過(guò)在HIV-1型病毒構(gòu)建了假病毒模型，并評(píng)估了志愿者血清對(duì)10種突變的刺突蛋白的中和活性，其中包括N501Y（B1.1.7突變株）、K417N、E484K以及3個(gè)基因突變的組合（501Y.V2突變株）。結(jié)果顯示，與沒有突變的情況相比，血清對(duì)E484K、N501Y以及K417N：E484K：N501Y組合突變的刺突蛋白的中和活性出現(xiàn)了顯著降低，分別是3：1、2.5：1.3和3：1.1。

除此之外，他們還評(píng)估了記憶B細(xì)胞分泌的中和性抗體（共84種）對(duì)存在突變的病毒受體結(jié)合域突變的中和活性。有22種抗體（占比26%）對(duì)至少有一個(gè)突變的受體結(jié)合域的中和活性降低了5倍以上。

接種兩種疫苗后的血清，對(duì)3種突變的刺突蛋白的中和活性降低

而另一項(xiàng)由南非國(guó)家傳染病研究所（NICD）的科學(xué)家發(fā)表的研究，也得到了類似的結(jié)論。他們選擇了44份康復(fù)者的血清（其中22份血清的抗體濃度更高）進(jìn)行了研究，分析了這些血清對(duì)病毒的受體結(jié)合域和501.V2突變株的中和活性。研究顯示，27%的血清對(duì)比具有單一突變的受體結(jié)合域的假病毒，喪失了中和活性。而對(duì)501.V2突變株的評(píng)估顯示，近一半的血清沒有中和活性，有一些血清的中和活性降低達(dá)86倍。

單克隆抗體的中和效應(yīng)

在單克隆抗體中和效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，南非的研究人員評(píng)估了12種抗體（第1類）對(duì)假病毒上刺突蛋白K417N突變，以及8種抗體（第2類）、5種納米抗體對(duì)E484K突變的中和活性。與沒有突變相比，第1類抗體的濃度提高2.5倍時(shí)，仍無(wú)法中和假病毒上K417N突變的刺突蛋白。第2類抗體對(duì)E484K突變的受體結(jié)合域的中和活性也明顯降低。

這一結(jié)果顯示，501.V2突變株能逃避主要抗體的中和反應(yīng)。此外，他們還評(píng)估了501.V2突變株的刺突蛋白（抗原結(jié)構(gòu)）上3個(gè)氨基酸丟失造成的影響。實(shí)驗(yàn)顯示，針對(duì)整個(gè)抗原結(jié)構(gòu)的抗體的中和反應(yīng)也會(huì)減弱。

美國(guó)的研究人員評(píng)估了17種最具治療潛力的單克隆抗體對(duì)假病毒上12種刺突蛋白突變（分別是A475V、E484K、Q493R、R346S、N439K、N440K、K417N、Y453F、S477R、N501Y、D614G、R683G突變）的中和活性。測(cè)試結(jié)果顯示，這些單克隆抗體對(duì)K417N、E484K、N501Y 突變的中和活性均降低了。其中，有9種和4種單克隆抗體分別對(duì)存在E484K突變和N501Y突變的受體結(jié)合域（RBD）的中和活性下降超10倍，還有5種對(duì)K417N突變新冠假病毒中和活性減弱。而這些正是南非501Y.V2突變株的刺突蛋白上關(guān)鍵的3個(gè)突變點(diǎn)。

針對(duì)上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)均表示，需要測(cè)試臨床使用的單克隆抗體對(duì)其他新冠突變株的中和活性，而其中有很多或已失去了對(duì)501.V2突變株的中和活性。此外，我們還需要定期去更新靶向新冠病毒刺突蛋白的mRNA疫苗，以避免其潛在的臨床療效喪失。

除此之外，大多數(shù)曾感染新冠病毒的康復(fù)患者對(duì)501Y.V2突變株的中和活性很小，或者無(wú)法檢測(cè)到對(duì)其的中和活性，因此很有可能出現(xiàn)新冠病毒感染復(fù)陽(yáng)。南非的研究人員還提到，在巴西發(fā)現(xiàn)的一種新冠病毒突變株存在一些關(guān)鍵的突變，可能增加其對(duì)中和性抗體的抗性，而我們應(yīng)該更多地關(guān)注著它和501Y.V2突變株。