新变种引发的新冠重复感染:免疫系统还留着对抗
免疫系统不再能防止再感染。“我们感染什么样的毒株,打多少针疫苗,防(新毒株)感染效果都不理想,这是一个非常讨厌的现实。曹云龙说所谓的群体免疫防感染效果几乎不存在。出现这种现象代表人
2022年9月中旬,Omicron BA.5在美国大行其道,但当地大部分民众已经感染新冠病毒并接种疫苗,感染并未导致住院人数激增。
在不到三个月的时间里群体免疫无法防感染,Omicron 新变种 BQ.1 在美国引发了新一波感染。 因新冠感染住院的人数增加了近30%。 由于担心医疗挤兑,白宫没有等到国会拨款。 12月中旬,调动其他项目资金,重新为公众提供免费抗原检测,鼓励易患重症人群感染后尽快就医。
据哈佛大学、耶鲁大学和斯坦福大学公共卫生学院的研究人员估计[1],截至11月,至少有94%的美国人感染了新冠病毒,其中大部分人至少接受了两次疫苗的镜头。 并且从8月份开始,当地已经批准了针对Omicron的加强疫苗接种。
群体免疫没有奏效。 部分感染Omicron BA.5并接受Omicron疫苗加强针注射的美国人,3个月后仍会感染Omicron BQ.1、BQ.1.1等新毒株。
新加坡、日本、以色列等国也出现了类似情况,新变种引发新一波感染。 有不同的菌株在不同的地方引起反复感染。 例如,XBB 在新加坡很受欢迎。 多国公共卫生部门开始提高警惕,通过抗原、下水道检测()等方式追踪新变种引起的新冠反复感染。
今年夏天在美国流行的型号是Omicron BA.5,与目前在广州流行的型号同源。 12月20日,中国疾病预防控制中心病毒病研究所所长徐文博在新闻发布会上表示,近三个月来,9个省份均发现了BQ.1及其分支机构的病例。 ,XBB已在3个省的病例中被发现。 ,目前还没有点差优势,但会逐渐增加。
乐观的情况是,现在没有迹象表明引起重复感染的新菌株的毒性更强。 经历过感染高峰并与Omicron实现共存的国家,都没有在今年冬天的新冠疫情中出现严重的医疗挤兑和超额死亡。
双重感染:免疫系统仍有“印记”来对抗早期菌株
在感染一种 Omicron 菌株后,一个人很少会在六个月内再次感染同一菌株。 但如果此人遇到新菌株,保护期可能会更短。
当一个人被病毒感染时,身体的免疫系统会产生抗体来对抗它。 胜利后,免疫系统就有了对抗病毒的记忆。 当病毒再次入侵时,免疫系统会迅速做出反应群体免疫无法防感染,保护机体免受感染。
疫苗也是利用免疫系统,通过接种无毒病毒(灭活疫苗)或病毒遗传物质(mRNA疫苗),让免疫系统在感染后及时“认识”病毒并产生抗体。
免疫系统抵抗病毒感染的有效性通常取决于免疫记忆被削减的程度以及病毒变异的程度。 如果一个人感染了水痘病毒,免疫系统可以形成强大的记忆,终生不会再感染。
然而,新型冠状病毒(SARS-Cov-2)进化为Omicron后,其变异率是早期新型冠状病毒毒株的两倍[2]。 免疫系统无法再防止再感染。
2021年底,英国科学家对30万新冠感染者进行了分析,发现在Omicron疫情发生前,感染新冠病毒6个月后,对再感染的保护效果为85%。 面对 Omicron 菌株,保护作用在先前感染后急剧下降至 19% [3]。
北京大学生物医学前沿创新中心副研究员曹云龙在12月初的一次讲座中分享了最新的研究数据[4]:一个人接种了两剂灭活疫苗,两剂mRNA疫苗,感染BA.5毒株,1个月后体内抗体难以有效抵抗XBB或BQ.1.1新毒株感染(中和效价很低)。 如果以免疫力下降来计算,两三个月后抗体水平可能会下降一半甚至更多,这意味着抵抗感染的能力会变弱。
接种两剂灭活疫苗、两剂mRNA疫苗、BA.5感染一个月后抵抗不同毒株感染的能力。 纵轴是抗体的中和效价,越低越不能抵抗感染,虚线越低代表基本没有作用。 出自曹云龙《呼吸世界》讲座。
曹云龙长期追踪新冠病毒是如何进化和逃避人体免疫机制的。 12月,被《自然》杂志评选为2022年科学界前10人之一。
他认为,“免疫印迹”是人体无法阻止再次感染 Omicron 的主要原因。 人们接种的疫苗都是以原始毒株为基础制作的,即使后来感染了Omicron,产生的主要抗体也是针对原始毒株的。 他在本月的演讲中说,“在遇到新毒株后,免疫系统仍在诱导那些抗体(对原始毒株有效),没有办法有效地产生针对新毒株的新抗体。”
今年 6 月,他在《自然》杂志上发表了一篇论文解释了这一发现 [5],当时感染了 Omicron BA.1 的人已经开始再次感染 BA.5。 最新流行的 BQ.1.1 和 XBB 比早期的 Omicron 菌株具有更显着的突变。
“我们感染了什么样的病毒株,打了多少疫苗,抗感染效果(新毒株)都不理想,这是一个很烦人的现实。” 曹云龙说,所谓的群体免疫抗感染作用几乎不存在。 “你感染过新冠后,短时间内三四个月可能就不会再感染了。对于一些免疫力差的人来说,他一年可能感染四次以上,这很常见在欧洲和美国。”
接种现有疫苗或感染 Omicron 对感染的保护有限,但免疫系统并未完全失效。 感染新病毒后,免疫系统产生的抗体仍能阻断病毒的复制,使患者重病的几率降低90%以上。
重复感染正在发生,但患者可能不会病情加重
Omicron 大流行仅一年,关于二重感染影响的研究相对有限且有些矛盾。
2022 年 11 月,《自然医学》杂志发表了一项由华盛顿大学医学院的研究人员领导的研究 [6]。 他们分析了美国退伍军人事务部收集的数据,对比了曾经感染过新冠的 44 万人和之后几个月内反复感染新冠的 40 万人的健康状况,发现他们是否接种了疫苗,反复感染新冠的人死亡风险增加一倍多,住院风险增加三倍多,反复感染新冠的人被感染。 肺、心脏、血液和肾脏疾病的风险几乎翻了一番。
这项研究发布后,许多同行提出质疑。 新加坡传染病中心临床主任Shawn Vasoo认为,这项研究关注的人群本身就是新冠高危人群,结论未必适用于整体。 为退伍军人服务的美国退伍军人事务局主要研究老年男性患者,其中许多人有严重的健康问题。
新加坡卫生部门回应国民询问时表示[7],该论文将多次感染新冠的人与感染一次的人的健康状况进行了比较,得出的结论是“生病两次比生病更糟糕”一次“第二次生病比第一次生病更糟糕。”
重复感染也会像第一次感染一样出现发烧、咳嗽或疼痛等症状,但轻症是否会更轻,传播速度如何变化,目前还没有充分研究。 根据新加坡卫生部的初步统计,再次感染的患者并不比之前感染的患者病情更严重。
在新加坡再次感染的患者中,每 10 万人中有 232 人出现重症(需要呼吸机、重症监护)。 在新加坡的第一轮 Omicron 感染中,每 10 万人中有 282 例重症病例。 新加坡卫生部表示,接种疫苗可以降低患重病的风险,无论是首次感染还是再次感染。
类似的情况也在其他国家出现。 病毒学家 Laith Abu-Raddad 的团队在 2021 年 5 月至 2022 年 6 月期间追踪了卡塔尔 1300 多名 Omicron 再感染患者。重新入住 ICU 或死亡 [8]。
根据最新的 WHO 情况报告[9],尚无数据表明在一些国家引起再感染的 BQ.1.1 和 XBB 毒株引起的症状不同于 BA.5 等早期变种。
新冠病毒不断变异,但也面临“免疫压力”
COVID-19 的发展方式正在发生变化。 在疫情的前两年半,新冠病毒毒株在全球范围内轮番流行,一个毒株流行,然后被一个新的变种所取代:原始毒株——Delta——Omicron BA.1——BA.2 - BA.5。
Omicron BA.5又变了,不再像以前那样,世界上只有一两个具有进化优势的突变株,而是同时出现了上百个新株。 科学家将其称为“突变汤”或“变体簇”,即比 BA.5 更容易传播的大量新菌株。
没有人能够准确预测新冠病毒将如何演变,“新冠越来越弱”的观点越来越受到质疑。 没有研究表明新菌株如 BQ.1.1 和 XBB 的致病性低于早期的 BA.5。
不过,在不断的追踪中,曹云龙等人逐渐发现了新型冠状病毒进化的一些规律[10]。 他们分析了不同地区进化的菌株,发现不同地区新菌株的刺突蛋白与人类细胞结合产生了一些相同的突变。 他们将这种现象称为新型冠状病毒的“趋同进化”,被世界卫生组织列入最新情况报告。
病毒本身的变异是随机的,但能广泛传播的病毒株必然会避开人体免疫系统。 随着人们反复感染新冠病毒并接种疫苗,病毒遇到变异时能够有效避开免疫系统的“位点”越来越少——现在主要有7-10个有效变异位点。
免疫系统会根据病毒上与人体结合的刺突蛋白等物质识别它所面对的毒株。
“病毒的自然变异一般不会出现这种趋同进化”,曹云龙认为,病毒也面临着“免疫压力”。 这一现象意味着,在与新冠病毒抗争三年后,病毒逃避免疫系统的选择越来越少。
随着新冠病毒变异的“选择”变少,它也变得更容易预测。 今年7月,曹云龙团队建立了一个模型,根据现实世界中人的免疫力,预测BA.2.75和BA.5突变毒株可能发生的进化,其中两个与BQ.1.1和CH相似。 1.1 突变株高度相似,初步验证了预测新冠的可能性。
这意味着研究人员更容易预测变异新冠病毒的特征,提前准备好药物和疫苗。 在《自然》杂志评选曹云龙为2022年十大科学人物之一时,他表示,他的研究证明,人类“有望领先新冠病毒的野性进化半步”。
研究人员正在根据新的研究成果寻找对策。 根据新冠病毒的进化和免疫逃逸,曹云龙和团队成员从2003年感染SARS病毒并接种了三针新冠疫苗的康复患者体重中筛选出两种抗体。 初步实验证明,它们可以抵抗多种新冠变种,包括最新的BQ.1.1、XBB毒株。 他们目前正在与Sinovac合作,将其制成抗体药物,可以在短时间内用于预防感染。 但抗体药物不能像疫苗那样调动人的免疫系统,提供长期的保护。
更有效的疫苗仍被视为对抗病毒的终极武器。
今年1月,美国国家过敏和传染病研究所的科学家新英格兰医学杂志发表文章[11],“新型冠状病毒不太可能被消灭,更不用说根除;继续无限期传播”。 研究人员认为,未来还可能出现数量、传播途径和致死率未知的冠状病毒,就像过去20年出现的SARS和中东呼吸系统疾病一样。 开发一种通用的冠状病毒疫苗,帮助人们建立更强大的保护屏障。
据今年4月《自然》杂志旗下药物相关刊物统计[12],全球已有数十家非营利组织、政府机构和疫苗研发公司将通用冠状病毒疫苗列为研究重点。 曹云龙的团队也在研发通用疫苗。
抗击新冠仍在继续
在没有新的疫苗或药物出现之前,持续检测、持续接种疫苗将是人们对抗新型冠状病毒的主要方式。
在许多已经与新冠病毒共存的国家,尽管大规模的核酸检测已经停止,但公共卫生部门仍在积极监测新冠病毒。 下水道中的废水检测正成为主要手段。 美国加州大学默塞德分校研究人员整理的数据显示,在全球200多个国家中,已有70个国家正式启动或研究通过下水道监测新冠病毒疫情[13]。
事实证明,下水道检测系统能够捕捉新的变异趋势。 2021 年 11 月,纽约的下水道检测系统率先捕获到 Omicron BA.1 菌株。 几天后,研究人员首先使用常规测试在南非检测到了相同的毒株。
疫苗接种将继续进行。 美国疾控中心建议人们在感染新冠病毒90天后接种疫苗,可以更有效地建立混合免疫屏障。 许多国家已经开始呼吁人们接种第四剂疫苗,美国计划推动人们每年接种一次新冠疫苗。
新疫苗陆续投入使用。 英国、美国、新加坡、中国香港等地相继批准了针对Omicron毒株的增强型二价mRNA疫苗——原始毒株和新Omicron变种一次注射(BA.4/5)遗传信息.
Omicron 的加强针不能阻止不断变异的菌株感染。 华盛顿大学的研究团队在9月份发布了研究结果[14],接种Omicron加强疫苗形成的抗体最能识别原株,而不是Omicron。
持续接种疫苗不能有效预防感染,但可以维持人体内的抗体水平,对抗感染后的重症,减少医疗跑动,减少死亡。
三年过去了,新冠没有消失的迹象,但目前对社会运行的影响已经逐渐“可控”。
参考:
[1] 来自哈佛、耶鲁和斯坦福三所大学的科学家的研究尚未经过同行评审
[2] Omicron菌株进化速率研究
[3] Omicron菌株突破感染研究
[4] 曹云龙12月初呼吸世界讲座视频
[5] 曹云龙免疫印迹研究
[6] 《Nature-Medicine》发表新冠二重感染的比较研究
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