科學人雜誌 6月號/2022:Omicron的頑強與弱點 | 拾書所

科學人雜誌 6月號/2022:Omicron的頑強與弱點

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Omicron的頑強與弱點

新冠病毒變異株Omicron可能是人類流行病學史上傳播速度最快的病毒。一名帶有麻疹病毒(傳染性微生物裡的厲害角色)的患者,12天內可能會傳染給15個人。但去年冬天Omicron出現時,人與人之間的傳播速度之快,從單一確診病例,4天後增至6例、8天後36例、12天後216例。截至今年2月底,美國幾乎所有新增病例都是感染Omicron。

2020年11月出現新冠病毒變異株Alpha時,科學家對於它的少數突變如何影響疾病表現所知甚少。現在憑藉著一年多來的研究知識和數據,科學家已能把Omicron50個左右的突變及其快速有效的傳播機制連結起來。Omicron突變數量是其他主流新冠病毒變異株的兩倍,它的亞型BA.2變異株可能更多。Omicron的棘蛋白上有30個突變,其中13個在其他變異株中相當罕見。如此結構上的變化,賦予它嶄新且令人驚訝的能力。如果新冠病毒變異株Delta是漫威電影中力大無比的綠巨人浩克(Hulk),那Omicron就是速度極快的蒙面閃電俠。以下介紹Omicron變異株的四種突變特色:前三種有助於它迴避人體免疫系統的偵測,並且更具感染力,第四種則可能使其引發的感染多為輕症。

身著偽裝
多數證據顯示,Omicron如此高的傳染力是由於單一且強效的機制:在諸多新冠病毒變異株中,Omicron躲避人體免疫系統的能力無與倫比。

新冠病毒的棘蛋白頂端呈拳頭狀的胺基酸群塊,稱為受體結合區(receptor-binding domain, RBD),此區在感染人體的過程中會連接上人體細胞表面的受體蛋白質「第二型血管收縮素轉化酶」(ACE2)。為防止這種致病性的結合,人體免疫系統會製造抗體(透過曾經感染或疫苗產生)辨識出RBD並且像魔鬼氈一樣緊密附著其上,如此一來,病毒就不能和ACE2相接。

之前的主流新冠病毒變異株位於RBD的胺基酸可能發生一、二或三個突變,RBD每一個改變都足以使部份抗體無法辨識,但並非所有的抗體。然而,Omicron的RBD有15個突變,其中很多是位於抗體主要的結合位置,因此形成了精巧的偽裝來避開更多抗體。美國華盛頓大學的生化學家麥卡倫(Matthew McCallum)和實驗室教授韋斯勒(David Veesler)在今年《科學》發表的一篇論文中報告了此種戲劇性轉變的結果:臨床治療新冠肺炎的八種抗體中,只有一種仍可發揮效用與Omicron的RBD結合。而其他研究指出,位於RBD和另一處稱為N端結構域(N-terminal domain)上的突變可使Omicron迴避由接種疫苗或感染所獲得的抗體。因為有了絕佳的偽裝,Omicron以閃電般的速度持續傳播。但疫苗仍可預防重症,特別是追加劑。

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